Verschlüsselung mit Muster: Wie eine Zeichnung deine Dateien schützt

Vely fragt nicht nach einem Passwort oder einer PIN. Du öffnest deinen Tresor, indem du ein Muster auf einem Raster aus 5 × 5 Punkten zeichnest, und genau dieses Muster macht Vely zu einem Schlüssel. Vely ist demnächst im App Store erhältlich. Die App ist auf Englisch, deshalb stehen ihre Texte hier auf Englisch, beim ersten Mal mit Übersetzung in Klammern.

Wenn du dein Muster zeichnest, macht Vely daraus mit Argon2id, einer absichtlich langsamen Funktion, einen Schlüssel, kombiniert mit einem Geheimnis, das im Schlüsselbund dieses iPhone aufbewahrt wird und es nie verlässt. Das Muster selbst wird nirgends gespeichert und funktioniert nur auf diesem iPhone. Du kannst deinen Tresor mit deinem Muster, deiner Wiederherstellungsphrase oder Face ID öffnen, wenn du es aktiviert hast.

Was ist Verschlüsselung mit Muster?

Meist sperrt man etwas auf dem Handy mit einer PIN oder einem Passwort. Du tippst vier Ziffern ein, und deine Fotos erscheinen. Das klingt sicher genug, aber es lohnt sich nachzuzählen, was jemand ausprobieren müsste.

Eine vierstellige PIN hat genau 10.000 mögliche Kombinationen. Sechs Ziffern ergeben 1.000.000. Ein Passwort aus acht Kleinbuchstaben ergibt 26⁸, etwa 209 Milliarden. Wie lange es dauert, alle auszuprobieren, hängt davon ab, wie lange ein Versuch dauert, und das bestimmt die App.

Verschlüsselung mit Muster verfolgt einen anderen Ansatz. Statt Zeichen in ein Feld einzutippen, zeichnest du einen Weg über ein Raster aus Punkten. Welche Punkte du berührst und in welcher Reihenfolge, ist dein Muster. Vely vergleicht es nicht bloß mit etwas Gespeichertem: Vely macht aus deinem Muster den Schlüssel, der deinen Tresor öffnet, wie Schritt 2 zeigt.

Die Möglichkeiten nachgezählt

Hier dieselbe Rechnung für PINs, ein Passwort und die Muster von Vely, wenn jeder Versuch die halbe Sekunde dauern würde, die ein Versuch auf einem iPhone in Vely dauert:

Was man erraten müsste	Mögliche Kombinationen	Alle, bei ½ Sekunde pro Versuch
4-stellige PIN	10.000	etwa 83 Minuten
6-stellige PIN	1.000.000	etwa 6 Tage
Vely-Muster aus 6 Punkten	19.174.112	etwa 111 Tage
Vely-Muster aus 8 Punkten	3.428.210.784	etwa 54 Jahre
8 zufällige Kleinbuchstaben	208.827.064.576	etwa 3.300 Jahre

Zwei Dinge zeigt diese Tabelle nicht. Mit spezialisierter Hardware kann jemand viel schneller ausprobieren als ein iPhone, und Menschen wählen PINs, Passwörter und Muster nicht zufällig, deshalb werden echte viel früher erraten. Ein Muster ist auch keine Zauberei: Ein zufälliges Passwort aus acht Buchstaben hat mehr Kombinationen als ein Muster aus 8 Punkten. Ein Muster bietet dir Milliarden Kombinationen in etwas, das du in einer Sekunde zeichnest, und jeder Versuch kostet einen Durchlauf von Argon2id. Unter Die Zahlen dahinter stehen die genehmigten Zahlen.

Warum der Unterschied zählt

Eine Sperre kann auf zwei Arten funktionieren. Sie kann prüfen, was du eingegeben hast, und dann Dateien zeigen, die die ganze Zeit lesbar waren. Oder sie macht aus deiner Eingabe den Schlüssel, den die Dateien brauchen, sodass es ohne den richtigen nichts zu zeigen gibt. Vely funktioniert auf die zweite Art.

Der entscheidende Unterschied

Das steckt hinter dem Muster von Vely:

Alles, was du hinzufügst – Dokumente, Fotos, Videos, Notizen, Scans und die Namen deiner Dateien und Ordner –, wird auf diesem iPhone verschlüsselt, bevor es gespeichert wird. Jede Datei erhält ihren eigenen zufälligen 256-Bit-Schlüssel und wird mit AES-256-GCM verschlüsselt, mit Apples CryptoKit. Namen, Ordner und Notizen werden in einer mit SQLCipher verschlüsselten Datenbank gespeichert.

So funktioniert es, Schritt für Schritt

Das passiert von dem Moment, in dem dein Finger das Raster berührt, bis dein Tresor wieder gesperrt ist.

Schritt 1: Du zeichnest dein Muster

Wenn du Vely einrichtest, zeigt der Bildschirm Draw a pattern (Zeichne ein Muster) ein Raster aus 5 Reihen und 5 Spalten von Punkten. Die Anleitung lautet „Connect at least 6 dots. You'll draw it to open your vault.“ (Verbinde mindestens 6 Punkte. Du zeichnest es, um deinen Tresor zu öffnen.) Zieh deinen Finger von Punkt zu Punkt, ohne ihn abzuheben. Die Reihenfolge, in der du die Punkte berührst, gehört zum Muster.

Verbindest du weniger als 6 Punkte, zeigt Vely „Use at least 6 dots“ (Verwende mindestens 6 Punkte). Wenn du den Finger abhebst, bewertet Vely das Muster: Bei weniger als 8 Punkten erscheint „Easy to guess. 8 or more dots is safer.“ (Leicht zu erraten. 8 oder mehr Punkte sind sicherer.), bei 8 oder mehr „Good pattern“ (Gutes Muster). Tippe auf Continue (Weiter) und zeichne auf dem Bildschirm Draw it again (Zeichne es noch einmal) dasselbe Muster, um es zu bestätigen.

Das Raster von Vely hat 25 Punkte, was Platz für lange Wege mit vielen Richtungswechseln lässt. Wie schwer dein Muster zu erraten ist, hängt trotzdem vom Weg ab, den du wählst: Ein Buchstabe oder eine einfache Form ist auf jedem Raster leicht zu erraten.

Schritt 2: Aus deinem Muster wird ein Schlüssel

Wenn du dein Muster zeichnest, macht Vely daraus mit Argon2id, einer absichtlich langsamen Funktion, einen Schlüssel, kombiniert mit einem Geheimnis, das im Schlüsselbund dieses iPhone aufbewahrt wird und es nie verlässt.

Genauer:

Vely lässt dein Muster mit einem Salt, das im Schlüsselbund dieses iPhone aufbewahrt wird, durch Argon2id laufen, mit 256 MiB Arbeitsspeicher, so eingestellt, dass ein Versuch auf einem iPhone etwa eine halbe Sekunde dauert. Das Ergebnis wird mit einem separaten 32-Byte-Geheimnis kombiniert, das ebenfalls im Schlüsselbund dieses iPhone aufbewahrt wird, und daraus entsteht dein Musterschlüssel. Der Musterschlüssel wird nie gespeichert. Er entschlüsselt den Hauptschlüssel deines Tresors, einen zufälligen Schlüssel, der beim Erstellen des Tresors erzeugt wird.

Dein Hauptschlüssel wird nie direkt zum Verschlüsseln von Dateien verwendet. Aus ihm werden zwei Schlüssel abgeleitet: Einer öffnet die Datenbank mit Namen, Ordnern und Notizen, der andere verschlüsselt den zufälligen Schlüssel, den jede Datei und jedes Miniaturbild für sich erhält. Deine Wiederherstellungsphrase und Face ID haben jeweils einen eigenen Schlüssel, der denselben Hauptschlüssel entschlüsselt. Wenn du dein Muster änderst, werden deine Dateien deshalb nicht neu verschlüsselt.

Dein Muster funktioniert nur auf diesem iPhone, deshalb zeichnest du auf einem neuen iPhone ein neues:

Zum Wiederherstellen auf einem neuen iPhone brauchst du denselben Apple Account und deine Wiederherstellungsphrase, und danach zeichnest du ein neues Muster.

Schritt 3: Deine Dateien werden verschlüsselt

Deine Dateien wurden beim Hinzufügen verschlüsselt, jede mit ihrem eigenen Schlüssel. Die Details jedes Objekts zeigen, wo es gespeichert ist („Mit AES-256-GCM auf diesem iPhone verschlüsselt“):

Encrypted with AES-256-GCM on this iPhone

AES-256-GCM prüft jede Datei beim Öffnen: Wenn ihre verschlüsselten Daten verändert wurden, lässt sie sich nicht öffnen.

Schritt 4: Du gehst, und der Tresor sperrt sich

Du zeichnest dein Muster jedes Mal, wenn du zurückkommst:

Vely sperrt deinen Tresor, sobald du die App verlässt, verbirgt den Inhalt des Tresors im App-Umschalter und macht den Bildschirm während einer Bildschirmaufnahme oder Bildschirmsynchronisierung unscharf. Ein laufendes Backup kann noch eine Weile bereits verschlüsselte Daten hochladen.

Die Zahlen dahinter

Drei Zahlen bestimmen, wie lange das Erraten dauert: wie viele Muster es gibt, wie lange ein Versuch dauert und wie das Muster gewählt wurde.

• 19,2 MillionenMögliche Muster aus 6 Punkten
• 3,4 MilliardenMögliche Muster aus 8 Punkten
• ½ SekundePro Versuch auf einem iPhone
• 2¹²⁸Mögliche Wiederherstellungsphrasen

Muster und Zeit zum Erraten

Auf dem Raster von Vely gibt es 19.174.112 mögliche Muster aus 6 Punkten und 3.428.210.784 mögliche Muster aus 8 Punkten. Bei etwa einer halben Sekunde pro Versuch bräuchte ein iPhone etwa 111 Tage, um jedes Muster aus 6 Punkten auszuprobieren, und etwa 54 Jahre für jedes Muster aus 8 Punkten. Mit spezialisierter Hardware kann jemand viel schneller ausprobieren, und Menschen wählen Muster nicht zufällig, deshalb kann ein echtes Muster viel früher erraten werden.

Von 6 auf 8 Punkte zu gehen, vervielfacht die Zahl möglicher Muster etwa um den Faktor 179 (3.428.210.784 ÷ 19.174.112). Deshalb empfiehlt Vely 8 oder mehr. Jeder Versuch kostet dieselbe halbe Sekunde, also ist die Zahl der Muster, die jemand durchgehen muss, der Teil, den du in der Hand hast.

Die Schlüssel und die Wiederherstellungsphrase

Deine Wiederherstellungsphrase besteht aus 12 Wörtern aus einer Liste von 2.048. Ihre letzten 4 Bit sind eine Prüfsumme, sodass 2¹²⁸ mögliche Phrasen bleiben, viel zu viele zum Erraten. Deshalb braucht die Phrase keine langsame Funktion. Der Schlüssel jeder Datei ist 256 Bit lang: Es gibt 2²⁵⁶ mögliche Schlüssel.

Zwölf Wörter aus 2.048 ergeben 2.048¹² = 2¹³² Kombinationen. Die Prüfsumme nimmt 4 Bit weg, übrig bleiben 2¹²⁸, etwa 3,4 × 10³⁸. Kein Muster kommt dem nahe, deshalb läuft das Muster durch Argon2id und die Phrase nicht.

Was ein Angriff überwinden müsste

Das sind die wichtigsten Wege, auf denen jemand versuchen könnte, in deinen Tresor zu gelangen, und wo der Schutz von Vely endet.

Brute-Force: jedes Muster ausprobieren

Direkt auf deinem iPhone verzögern falsche Muster den nächsten Versuch:

Nach mehreren falschen Mustern musst du warten, bevor du es erneut versuchst, bis zu 15 Minuten. Das bremst jemanden, der auf deinem Bildschirm dein Muster zu erraten versucht. Es ist eine Abschreckung, keine Verschlüsselungsfunktion, und es hält niemanden auf, der den Speicher deines iPhone kopiert hat.

Abseits des Bildschirms kostet jeder Versuch trotzdem einen vollständigen Durchlauf von Argon2id. Unter Muster und Zeit zum Erraten siehst du, wie lange es dauern würde, jedes Muster auszuprobieren, und warum 8 oder mehr Punkte zählen.

Beschlagnahme des Geräts: dein iPhone wird weggenommen

Was jemand tun kann, hängt davon ab, ob dein Tresor geöffnet ist und ob die Person deinen iPhone-Code umgehen kann:

• Jemand, der dein iPhone hat, während dein Tresor geöffnet ist.
• Jemand, der deinen iPhone-Code kennt oder umgeht und den Speicher deines iPhone kopiert. Diese Person könnte versuchen, dein Muster auf ihren eigenen Computern zu erraten, ohne die Wartezeiten. Ein längeres, weniger vorhersehbares Muster macht das viel schwieriger.
• Schadsoftware, ein iPhone mit Jailbreak oder jemand mit voller Kontrolle über dein entsperrtes iPhone.

Schmierspuren-Angriffe: deinen Bildschirm lesen

Die Spuren, die dein Finger auf dem Bildschirm hinterlässt, können den Weg zeigen, den du zeichnest. Vely kann sie nicht verbergen. Wenn du deinen Bildschirm ab und zu abwischst, sind sie schwerer zu lesen.

Über die Schulter schauen: dir beim Zeichnen zusehen

• Jemand, der dein Muster kennt oder dir beim Zeichnen zusieht. Du kannst die Musterspur in Settings ausblenden.
• Bildschirmfotos oder Fotos deines Bildschirms.

Vely zeichnet beim Ziehen eine Linie entlang deines Musters. Damit sie nicht erscheint, aktiviere Hide pattern trail (Musterspur ausblenden) in Settings (Einstellungen von Vely).

Ein starkes Muster wählen

Das Muster wählst du selbst. So machst du es schwer zu erraten und leicht zu merken.

Was ein Muster stark macht

• Verwende mehr Punkte. Folge dem Hinweis von Vely und verbinde 8 oder mehr.
• Wechsle mehrmals die Richtung. Ein Weg, der oft abbiegt, ist schwerer zu erraten als eine Linie oder ein Bogen.
• Nutze das ganze Raster. Ein Muster, das in einer Ecke oder an einem Rand klebt, lässt den Großteil des Rasters ungenutzt.

Was du vermeiden solltest

• Das Minimum. Vely akzeptiert 6 Punkte, zeigt dann aber „Easy to guess. 8 or more dots is safer.“
• Buchstaben und einfache Formen. Ein L, ein Z, ein Quadrat oder eine gerade Diagonale gehört zu dem, was jemand zuerst ausprobieren würde.
• Aus Gewohnheit in einer Ecke anfangen. Fang irgendwo an.

Das richtige Maß

Peile 8 oder mehr Punkte mit mehreren Richtungswechseln an, auf einem Weg, den du ohne Nachdenken zeichnen kannst. Du zeichnest ihn jedes Mal, wenn du deinen Tresor öffnest, also lernt deine Hand ihn, so wie sie eine Unterschrift lernt. Übe ihn beim Einrichten ein paar Mal.

Dein Muster ändern

Tippe in Settings auf Change Pattern (Muster ändern) und folge den Schritten. Danach bestätigt Vely („Verwende ab jetzt dein neues Muster. Dein altes Muster öffnet deinen Tresor nicht mehr.“):

Use your new pattern from now on. Your old pattern no longer opens your vault.

Warum alles zusammenpasst

Dein Muster wird auf diesem iPhone zu einem Schlüssel, und Vely hat weder einen Account noch einen eigenen Server:

Es gibt keine Registrierung und keinen Vely-Server. Die App verbindet sich nur für Käufe mit dem Internet, über Apples App Store und unseren Zahlungsanbieter RevenueCat, und für das iCloud-Backup, wenn du es aktivierst. Apple und RevenueCat sehen deinen Kauf, nie deine Dateien.

Du zeichnest eine Form. Vely macht daraus einen Schlüssel. Den vollständigen Überblick, auch darüber, was jemand mit Zugriff auf den Speicher deines iPhone trotzdem sehen könnte, findest du unter So werden deine Daten geschützt.

Häufige Fragen

Was passiert, wenn ich mein Muster vergesse?

Tippe auf dem Entsperrbildschirm auf Use recovery phrase (Wiederherstellungsphrase verwenden), gib deine 12 Wörter ein und zeichne ein neues Muster.

Deine Wiederherstellungsphrase aus 12 Wörtern öffnet deinen Tresor, wenn du dein Muster vergisst, und du brauchst sie, um dein iCloud-Backup auf einem neuen iPhone wiederherzustellen. Wir zeigen sie dir ein einziges Mal und speichern sie nie, deshalb können wir sie dir nicht noch einmal zeigen. Bewahre sie an einem sicheren Ort offline auf.

Wenn du sowohl dein Muster als auch deine Wiederherstellungsphrase verlierst, können wir dir nicht helfen, deinen Tresor zu öffnen. Wir haben deine Schlüssel nicht.

Wird mein Muster auf meinem iPhone gespeichert?

Das Muster selbst wird nirgends gespeichert und funktioniert nur auf diesem iPhone.

Kann ich stattdessen Face ID verwenden?

Ja, wenn du es aktivierst. Es ersetzt dein Muster nicht:

Face ID ist deaktiviert, solange du es nicht aktivierst. Wenn es aktiviert ist, bewahrt Vely im Schlüsselbund dieses iPhone einen separaten Schlüssel auf, den nur Face ID freigeben kann. Wenn ein Gesicht hinzugefügt oder geändert wird oder dein iPhone-Code deaktiviert wird, funktioniert das Entsperren mit Face ID nicht mehr. Dein Muster und deine Wiederherstellungsphrase funktionieren weiterhin, und du kannst Face ID wieder aktivieren. Face ID kann kein Backup auf einem anderen iPhone wiederherstellen.

Welche Verschlüsselung verwendet Vely?

Jede Datei erhält ihren eigenen zufälligen 256-Bit-Schlüssel und wird mit AES-256-GCM verschlüsselt, mit Apples CryptoKit. Namen, Ordner und Notizen werden in einer mit SQLCipher verschlüsselten Datenbank gespeichert.

Kann jemand meinen Bildschirm aufnehmen, während ich zeichne?

Vely macht den Bildschirm während einer Bildschirmaufnahme oder Bildschirmsynchronisierung unscharf, kann aber keine Bildschirmfotos und keine Fotos mit einer Kamera verhindern:

• Bildschirmfotos oder Fotos deines Bildschirms.