Crisix – Dezentraler Krisen-Messenger

Crisix ist ein dezentraler Android-Messenger für Krisensituationen. Wenn das Internet ausfällt, wechselt Crisix automatisch auf alternative Transportwege – Bluetooth, Wi-Fi Direct, SMS, DNS-Tunnel oder LoRa – ohne zentrale Server, ohne SIM-Karte, ohne Internet.

🧠 Philosophie

Crisix folgt dem Offline-First-Prinzip:

"Erst das lokale Netzwerk, dann das Internet, dann kreative Wege."

Die App priorisiert Transportwege nach ihrer Unabhängigkeit:

Bluetooth – Keine Infrastruktur nötig, Reichweite ~10m
Wi-Fi Direct – Kein Router nötig, Reichweite ~100m
SMS – Kein Internet nötig, aber Mobilfunk nötig
Lokales WLAN – Router nötig, aber kein Internet
Internet (P2P) – Internet nötig, aber kein Server
DNS-Tunnel – Internet nötig, funktioniert hinter restriktiven Firewalls
LoRa – Keine Infrastruktur nötig, Reichweite ~10km (experimentell)

🏗 Architektur

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      Crisix App                             │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  UI Layer (Jetpack Compose)                                 │
│  ┌───────────┬───────────┬───────────┬───────────────────┐  │
│  │ ChatList  │ Contacts  │ QR-Scanner│ ConnectionsScreen │  │
│  └───────────┴───────────┴───────────┴───────────────────┘  │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  TransportManager (Automatische Transportwahl)              │
│  ┌──────────┬──────────┬──────┬────────┬────────┬───────┐  │
│  │Bluetooth │ WiFi-Dir │ SMS  │ WLAN   │Internet│ DNS-  │  │
│  │Transport │ Transport│ Trans│ Trans  │  P2P   │Tunnel │  │
│  └──────────┴──────────┴──────┴────────┴────────┴───────┘  │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  P2P-Netzwerk (InternetTransport)                           │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │  Libp2pManager (TCP-Server, Ed25519, Streams)        │   │
│  │  PeerDiscovery (DHT + mDNS + NAT-Traversal)          │   │
│  │  MainlineDhtNode (Kademlia DHT, BEP 5)               │   │
│  │  NatTraversal (STUN, Hole Punching)                  │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────┘   │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Datenhaltung                                               │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │  ContactRepository (verschlüsselte Kontaktliste)     │   │
│  │  CryptoHelper (Ed25519, AES-GCM, Schlüsselpaare)    │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────┘   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

🚇 Transport-Layer

Transport-Interface

Jeder Transport implementiert das Transport-Interface:

interface Transport {
    val type: TransportType
    val capabilities: TransportCapabilities

    suspend fun isAvailable(): Boolean
    suspend fun start()
    suspend fun stop()
    suspend fun send(peerId: String, data: ByteArray): Result<Unit>
    fun registerListener(listener: (String, ByteArray) -> Unit)
    fun discoverPeers(): Flow<Peer>
    fun getStatusDetail(): Pair<Int, String>
}

TransportManager

Der TransportManager ist das zentrale Steuerungsmodul. Er:

Startet alle verfügbaren Transporte parallel
Wählt automatisch den besten Transport für jede Nachricht
Überwacht die Transportverfügbarkeit (ConnectivityManager + eigene Prüfung)
Bietet einen manuellen Override für erzwungene Transportwahl

Transport-Auswahlstrategie:

Prüfe, ob der gewünschte Transport verfügbar ist
Falls nicht, wähle den nächstbesten verfügbaren Transport
Priorität: Bluetooth > Wi-Fi Direct > SMS > WLAN > Internet > DNS-Tunnel > LoRa

WifiTransport (Lokales WLAN)

Nutzt TCP-Sockets im lokalen Netzwerk
mDNS (Multicast DNS) zur automatischen Peer-Erkennung
UDP-Broadcast als Fallback, wenn mDNS blockiert ist
Netzwerkscan über das Subnetz (z.B. 192.168.178.1-255)
Port: Dynamisch (OS-Vergabe), Port 54230 als Standard

Protokoll: TCP mit Längenpräfix (4 Bytes Länge + Daten)

InternetTransport (P2P über Internet)

Siehe Peer-to-Peer-Netzwerk.

BluetoothTransport

Nutzt Android Bluetooth Sockets (RFCOMM)
Automatische Kopplung über Bluetooth-Discovery
Verschlüsselung auf App-Ebene (nicht nur Bluetooth-eigen)

SmsTransport

Nutzt Android SmsManager API
Nachrichten werden Base64-kodiert und in SMS aufgeteilt
Maximal 160 Zeichen pro SMS-Teil (GSM 7-Bit)
Automatische Fragmentierung und Reassemblierung

DnsTunnelTransport

DNS-Tunnel für Umgebungen, die nur DNS-Verkehr erlauben (Captive Portals, Firewalls)
Kodiert Nachrichten als DNS-Anfragen an crisix-dns.onrender.com
Der Server dekodiert die Anfragen und leitet sie weiter
Funktioniert auch hinter strikten Firewalls

LoRaTransport (Experimentell)

Nutzt Android HardwarePropertiesManager für LoRa-Hardware (falls vorhanden)
Extrem niedrige Bandbreite (~300 Bit/s)
Nur für Textnachrichten geeignet

🌍 Peer-to-Peer-Netzwerk

Das Herzstück von Crisix ist das serverlose P2P-Netzwerk über das Internet.

Identität

Jeder Peer hat ein Ed25519-Schlüsselpaar:

Privater Schlüssel (64 Bytes): Wird lokal gespeichert (SharedPreferences)
Öffentlicher Schlüssel (32 Bytes): Dient als Identität
Peer-ID / Fingerprint: SHA-256 des öffentlichen Schlüssels (64 Hex-Zeichen)

// Generierung
val keyPair = CryptoHelper.generateKeyPair()
val fingerprint = CryptoHelper.publicKeyToFingerprint(keyPair.publicKey)
// → "abdfd19333dba2f05d29de7afc16819ada3bec6130134b86270726e3387af710"

Libp2pManager (TCP-Layer)

Der Libp2pManager ist ein Singleton, der:

Einen TCP-Server auf einem dynamischen Port startet
Eingehende Verbindungen akzeptiert und den Handshake durchführt
Ausgehende Verbindungen zu Peers herstellt
Streams für die bidirektionale Kommunikation verwaltet

Handshake-Protokoll:

Beide Seiten senden SOFORT ihre Peer-ID (2 Bytes Länge + UTF-8 String)
Gleichzeitiges Senden vermeidet Race Conditions
Nach dem Handshake: Nachrichtenaustausch mit Längenpräfix (4 Bytes + Daten)

PeerDiscovery

Kombiniert drei Verfahren:

1. Kademlia DHT (Global – Mainline DHT / BEP 5)

Eigener DHT-Knoten auf Port 6881 (wie BitTorrent)
Bootstrap über öffentliche DHT-Seeds: router.bittorrent.com, dht.transmissionbt.com, router.utorrent.com
Globales Topic (DhtConfig.GLOBAL_TOPIC): Alle Crisix-Geräte registrieren sich im selben Topic
Announce: Peer-ID + IP/Port werden im Topic gespeichert
Lookup: Peers können über ihre Peer-ID gefunden werden

// Registrierung in der DHT
dhtNode.announce(
    topicBytes = DhtConfig.GLOBAL_TOPIC,
    peerId = localPeerId,
    publicHost = publicIp,  // via STUN ermittelt
    publicPort = publicPort
)

// Peer-Suche
val peerInfo = dhtNode.findPeer(targetPeerId)

2. mDNS (Lokal)

Multicast DNS für Geräte im selben lokalen Netzwerk
Dienstname: _crisix._tcp.local
Keine Konfiguration erforderlich
Funktioniert auch ohne Internet

3. NAT-Traversal

STUN: Ermittelt die öffentliche IP/Port
UDP Hole Punching: Öffnet Löcher in NATs für direkte Verbindungen
Fallback: Wenn Hole Punching fehlschlägt, wird die Verbindung über die DHT vermittelt

MainlineDhtNode

Implementiert einen Kademlia DHT-Knoten nach BEP 5 (BitTorrent-Protokoll):

Routing-Tabelle: Verwaltet bekannte Knoten (max. 200)
Find Node: Sucht nach Knoten in der DHT
Announce Peer: Registriert einen Peer in einem Topic
Find Peer: Sucht nach Peers in einem Topic
Node-ID: SHA-1 der IP (wie BitTorrent)

🔐 Kryptografie & Sicherheit

Schlüsselverwaltung

Ed25519 für digitale Signaturen und Identität
Schlüsselpaar wird beim ersten Start generiert
Persistenz in SharedPreferences (Base64-kodiert)
Einheitliche ID: Die Peer-ID ist IMMER der Fingerprint des Public Keys

Nachrichtenverschlüsselung

AES-256-GCM für Nachrichteninhalte
Ephemeral Key Exchange (X25519) für jede Sitzung
Perfect Forward Secrecy durch temporäre Sitzungsschlüssel

Protokoll

data class CrisixMessage(
    val messageId: String,      // UUID
    val senderId: String,       // Fingerprint des Senders
    val recipientId: String,    // Fingerprint des Empfängers
    val type: MessageType,      // CHAT_MESSAGE, ACK, FILE, etc.
    val payload: ByteArray,     // Verschlüsselter Inhalt
    val timestamp: Long         // Unix-Zeitstempel
)

📁 Projektstruktur

app/src/main/java/com/messenger/crisix/
├── MainActivity.kt                    # Einstiegspunkt, EdgeToEdge, Kamera-Berechtigung
├── CrisixApp.kt                       # (in ui/navigation/) Haupt-App-Komponente
│
├── data/
│   ├── Contact.kt                     # Datenklasse für Kontakte
│   └── ContactRepository.kt           # Persistenz (SharedPreferences + JSON)
│
├── transport/
│   ├── Transport.kt                   # Transport-Interface
│   ├── TransportManager.kt            # Zentrale Transportsteuerung
│   ├── TransportType.kt               # Enum: BLUETOOTH, WIFI_DIRECT, SMS, WIFI, INTERNET, DNS_TUNNEL, LORA
│   ├── TransportCapabilities.kt       # Fähigkeiten eines Transports
│   ├── Peer.kt                        # Datenklasse für Peers
│   │
│   ├── WifiTransport.kt               # Lokaler WLAN-Transport (TCP + mDNS)
│   ├── BluetoothTransport.kt          # Bluetooth-Transport (RFCOMM)
│   ├── SmsTransport.kt                # SMS-Transport
│   ├── DnsTunnelTransport.kt          # DNS-Tunnel-Transport
│   ├── LoRaTransport.kt               # LoRa-Transport (experimentell)
│   │
│   └── internet/
│       ├── InternetTransport.kt       # P2P-Transport über Internet
│       ├── Libp2pManager.kt           # TCP-Server, Streams, Handshake
│       ├── PeerDiscovery.kt           # DHT + mDNS + NAT-Traversal
│       ├── MainlineDhtNode.kt         # Kademlia DHT (BEP 5)
│       ├── MainlineDhtClient.kt       # DHT-Client für Lookups
│       ├── DhtNode.kt                 # Abstrakter DHT-Knoten
│       ├── DhtConfig.kt              # DHT-Konfiguration (Topics, Ports)
│       ├── BootstrapNodes.kt          # Öffentliche DHT-Seeds
│       ├── NatTraversal.kt            # STUN + Hole Punching
│       ├── CryptoHelper.kt            # Ed25519, AES-GCM, Schlüssel
│       └── CrisixProtocol.kt          # Nachrichtenformat, Serialisierung
│
└── ui/
    ├── navigation/
    │   ├── NavRoutes.kt               # Routen-Definitionen
    │   └── CrisixApp.kt               # Navigation, QR-Verarbeitung
    │
    └── screens/
        ├── ChatListScreen.kt          # Chat-Übersicht
        ├── ContactListScreen.kt       # Kontaktliste
        ├── ContactDetailScreen.kt     # Kontaktdetails + Chat
        ├── MyIdScreen.kt              # Eigene ID (QR-Code anzeigen)
        ├── QrCodeScannerScreen.kt     # QR-Code-Scanner (CameraX + ML Kit)
        └── ConnectionsScreen.kt       # Verbindungsstatus

🛠 Entwicklung & Build

Voraussetzungen

Android Studio Ladybug (2024.2.1+) oder neuer
JDK 17+
Android SDK 36 (Android 16)
Kotlin 2.0+
Gradle 8.9+

Build

# Debug-Build
./gradlew assembleDebug

# Release-Build
./gradlew assembleRelease

# APK installieren
./gradlew installDebug

Wichtige Abhängigkeiten

// build.gradle.kts (app)
dependencies {
    // Jetpack Compose (UI)
    implementation("androidx.compose.ui:ui:1.7.0")
    implementation("androidx.navigation:navigation-compose:2.8.0")

    // CameraX (QR-Scanner)
    implementation("androidx.camera:camera-camera2:1.4.0")
    implementation("androidx.camera:camera-mlkit-vision:1.4.0")

    // ML Kit (Barcode-Erkennung)
    implementation("com.google.mlkit:barcode-scanning:17.3.0")

    // Kotlinx Coroutines
    implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.9.0")
}

Berechtigungen (AndroidManifest.xml)

<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_CONNECT" />
<uses-permission android:name="android.permission.SEND_SMS" />
<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.NEARBY_WIFI_DEVICES" />

🌐 DNS-Tunnel-Server

Der DNS-Tunnel-Server läuft auf Render.com und ist ein separater Dienst:

dns-tunnel-server/
├── dns_server.py        # Python-DNS-Server (Twisted)
├── Dockerfile           # Container-Build
├── render.yaml          # Render.com-Konfiguration
├── requirements.txt     # Python-Abhängigkeiten
└── RENDER_DEPLOY.md     # Deployment-Anleitung

Funktionsweise:

Client kodiert Nachricht als Subdomain: [base64].crisix-dns.onrender.com
DNS-Anfrage wird an den Server gesendet
Server dekodiert die Subdomain und extrahiert die Nachricht
Server leitet die Nachricht an den Ziel-Peer weiter (via P2P)
Antwort wird als DNS-Antwort (TXT-Record) zurückgesendet

🔍 Fehlerbehebung

Häufige Probleme

"Peer nicht in der DHT gefunden"

Ursache: Der Peer hat sich noch nicht in der DHT registriert, oder die DHT-Suche war zu früh.

Lösung:

Warte 30-60 Sekunden nach dem App-Start (DHT-Bootstrap dauert)
Stelle sicher, dass Internetverbindung besteht
Prüfe die Logs auf ✅ Mainline-DHT-Knoten gestartet

"EHOSTUNREACH (No route to host)"

Ursache: Die Geräte sind in verschiedenen Subnetzen oder Firewalls blockieren den Port.

Lösung:

Stelle sicher, dass beide Geräte im selben WLAN sind
Prüfe, ob die WLAN-Client-Isolation im Router deaktiviert ist
Verwende den QR-Code zum Austausch der IP/Port

mDNS-Scan fehlgeschlagen: EPERM

Ursache: Android beschränkt Multicast-Sockets ab Android 14.

Lösung:

Der WifiTransport hat einen UDP-Broadcast-Fallback
Verwende den QR-Code zur manuellen Verbindung
Die DHT-Suche funktioniert trotzdem (via Internet)

"Timeout beim Lesen" (SocketTimeoutException)

Ursache: Der Peer hat die Verbindung geöffnet, aber keine Daten gesendet.

Lösung:

Prüfe, ob beide Geräte die gleiche Protokollversion verwenden
Der readFully()-Timeout beträgt 5 Sekunden
Bei wiederholten Timeouts: App neustarten

Debugging

# Logs filtern
adb logcat -s InternetTransport
adb logcat -s Libp2pManager
adb logcat -s PeerDiscovery
adb logcat -s MainlineDhtNode
adb logcat -s WifiTransport
adb logcat -s TransportManager

# Alle Crisix-Logs
adb logcat | grep "com.messenger.crisix"

📄 Lizenz

MIT License – siehe LICENSE.

🙏 Danksagung

libp2p – Inspiration für das P2P-Protokoll
Mainline DHT – Dezentrale Peer-Findung (BEP 5)
BitTorrent – Bootstrap-Knoten für die DHT
Jetpack Compose – Modernes Android-UI-Toolkit
CameraX + ML Kit – QR-Code-Scanner

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 94 Commits
.idea		.idea
CrisixDNS		CrisixDNS
app		app
dns-tunnel-server		dns-tunnel-server
gradle		gradle
.gitattributes		.gitattributes
.gitignore		.gitignore
AGENTS.md		AGENTS.md
Big-Plan.md		Big-Plan.md
Chat-Encryption.md		Chat-Encryption.md
Crisix-Fallback.md		Crisix-Fallback.md
Crisix-Plan.md		Crisix-Plan.md
E2EE_Analysis.md		E2EE_Analysis.md
LICENSE		LICENSE
New-Plan.md		New-Plan.md
README.md		README.md
SendImage-Plan.md		SendImage-Plan.md
SendeVoice-Plan.md		SendeVoice-Plan.md
TODO.md		TODO.md
build.gradle.kts		build.gradle.kts
crisix_logo.png		crisix_logo.png
gradle.properties		gradle.properties
gradlew		gradlew
gradlew.bat		gradlew.bat
settings.gradle.kts		settings.gradle.kts

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Latest commit

History

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Crisix – Dezentraler Krisen-Messenger

📋 Inhaltsverzeichnis

🧠 Philosophie

🏗 Architektur

🚇 Transport-Layer

Transport-Interface

TransportManager

WifiTransport (Lokales WLAN)

InternetTransport (P2P über Internet)

BluetoothTransport

SmsTransport

DnsTunnelTransport

LoRaTransport (Experimentell)

🌍 Peer-to-Peer-Netzwerk

Identität

Libp2pManager (TCP-Layer)

PeerDiscovery

1. Kademlia DHT (Global – Mainline DHT / BEP 5)

2. mDNS (Lokal)

3. NAT-Traversal

MainlineDhtNode

🔐 Kryptografie & Sicherheit

Schlüsselverwaltung

Nachrichtenverschlüsselung

Protokoll

📁 Projektstruktur

🛠 Entwicklung & Build

Voraussetzungen

Build

Wichtige Abhängigkeiten

Berechtigungen (AndroidManifest.xml)

🌐 DNS-Tunnel-Server

🔍 Fehlerbehebung

Häufige Probleme

"Peer nicht in der DHT gefunden"

"EHOSTUNREACH (No route to host)"

mDNS-Scan fehlgeschlagen: EPERM

"Timeout beim Lesen" (SocketTimeoutException)

Debugging

📄 Lizenz

🙏 Danksagung

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