Datensicherheit: Backup, Verschlüsselung, App-Sperre (Kapitel 13.3)

Automatisches rollierendes Backup der Datenbank beim Start mit
Wiederherstellung über die Einstellungen, versionierte Schema-Migration,
optionale Passwort-Verschlüsselung der LiteDB-Datei und eine App-Sperre
nach Inaktivität mit eigenem Passwort.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>

LehrerApp.Data/DatabaseEncryptionService.cs

@@ -0,0 +1,68 @@
+using LiteDB;
+
+namespace LehrerApp.Data;
+
+/// <summary>
+/// Prüft und ändert den Passwortschutz einer LiteDB-Datei.
+/// Passwort-Änderungen laufen über eine Kopie (neue Datei mit Zielpasswort, alle
+/// Collections umkopiert, dann Austausch) statt über <c>LiteDatabase.Rebuild</c> mit
+/// Passwort, das in LiteDB 5.0.21 nachweislich fehlschlägt (per Skript verifiziert).
+/// </summary>
+public class DatabaseEncryptionService
+{
+    public bool IsEncrypted(string dbPath)
+    {
+        if (!File.Exists(dbPath)) return false;
+        try
+        {
+            using var db = new LiteDatabase(dbPath);
+            return false;
+        }
+        catch (LiteException)
+        {
+            return true;
+        }
+    }
+
+    public bool VerifyPassword(string dbPath, string password)
+    {
+        try
+        {
+            using var db = new LiteDatabase(new ConnectionString(dbPath) { Password = password });
+            return true;
+        }
+        catch (LiteException)
+        {
+            return false;
+        }
+    }
+
+    /// Setzt (newPassword != null), ändert oder entfernt (newPassword == null) das
+    /// Passwort der Datenbank. Der Aufrufer muss sicherstellen, dass keine andere
+    /// Verbindung (z.B. der laufende <see cref="LiteDbContext"/>) die Datei offen hält.
+    public void SetPassword(string dbPath, string? currentPassword, string? newPassword)
+    {
+        var tempPath = dbPath + ".reencrypt.tmp";
+        if (File.Exists(tempPath)) File.Delete(tempPath);
+
+        var srcConnection = currentPassword is null
+            ? new ConnectionString(dbPath)
+            : new ConnectionString(dbPath) { Password = currentPassword };
+        var dstConnection = newPassword is null
+            ? new ConnectionString(tempPath)
+            : new ConnectionString(tempPath) { Password = newPassword };
+
+        using (var src = new LiteDatabase(srcConnection))
+        using (var dst = new LiteDatabase(dstConnection))
+        {
+            foreach (var name in src.GetCollectionNames())
+            {
+                var docs = src.GetCollection<BsonDocument>(name).FindAll().ToList();
+                if (docs.Count > 0) dst.GetCollection<BsonDocument>(name).InsertBulk(docs);
+            }
+        }
+
+        File.Copy(tempPath, dbPath, overwrite: true);
+        File.Delete(tempPath);
+    }
+}

LehrerApp.Data/LiteDbContext.cs

@@ -8,15 +8,21 @@ namespace LehrerApp.Data;
 /// </summary>
 public class LiteDbContext : IDisposable
 {
+    /// Aktuelle Schema-Version. Migrationsschritte werden versioniert unter
+    /// <see cref="RunVersionedMigrations"/> ergänzt, statt bei jedem Start erneut
+    /// (idempotent, aber unnötig) über alle Daten zu laufen.
+    private const int CurrentSchemaVersion = 1;
+
     private readonly LiteDatabase _db;
 
-    public LiteDbContext(string databasePath)
+    public LiteDbContext(string databasePath, string? password = null)
     {
         _db = new LiteDatabase(new ConnectionString(databasePath)
         {
             Connection = ConnectionType.Shared,
+            Password   = password,
         });
-        MigrateExistingData();
+        RunVersionedMigrations();
         EnsureIndexes();
     }
 
@@ -24,7 +30,7 @@ public class LiteDbContext : IDisposable
     public LiteDbContext(Stream stream)
     {
         _db = new LiteDatabase(stream);
-        MigrateExistingData();
+        RunVersionedMigrations();
         EnsureIndexes();
     }
 
@@ -51,6 +57,32 @@ public class LiteDbContext : IDisposable
 
     public void Checkpoint() => _db.Checkpoint();
 
+    public int SchemaVersion => ReadSchemaVersion();
+
+    private void RunVersionedMigrations()
+    {
+        var version = ReadSchemaVersion();
+        if (version < 1)
+        {
+            MigrateExistingData();
+            version = 1;
+        }
+        WriteSchemaVersion(version);
+    }
+
+    private int ReadSchemaVersion()
+    {
+        var meta = _db.GetCollection<BsonDocument>("meta").FindById(1);
+        return meta?["SchemaVersion"].AsInt32 ?? 0;
+    }
+
+    private void WriteSchemaVersion(int version) =>
+        _db.GetCollection<BsonDocument>("meta").Upsert(new BsonDocument
+        {
+            ["_id"] = 1,
+            ["SchemaVersion"] = version,
+        });
+
     private void MigrateExistingData()
     {
         MigrateMemberships();