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兩步驗(yàn)證殺手锏：Java 接入 Google 身份驗(yàn)證器實(shí)戰(zhàn)

W4n9Hu1 / 2036人閱讀

摘要：的身份驗(yàn)證器一般也是用于登錄進(jìn)行兩步驗(yàn)證，和蘋果的兩步驗(yàn)證是同樣的道理。只不過的身份驗(yàn)證器用得更多更廣泛，如的兩步驗(yàn)證都是基于身份驗(yàn)證器。使用我們來看下上的使用身份驗(yàn)證器開啟兩步驗(yàn)證的應(yīng)用。

兩步驗(yàn)證

大家應(yīng)該對(duì)兩步驗(yàn)證都熟悉吧？如蘋果有自帶的兩步驗(yàn)證策略，防止用戶賬號(hào)密碼被盜而鎖定手機(jī)進(jìn)行敲詐，這種例子屢見不鮮，所以蘋果都建議大家開啟兩步驗(yàn)證的。

Google 的身份驗(yàn)證器一般也是用于登錄進(jìn)行兩步驗(yàn)證，和蘋果的兩步驗(yàn)證是同樣的道理。只不過 Google 的身份驗(yàn)證器用得更多更廣泛，如 GitHub 的兩步驗(yàn)證都是基于 Google 身份驗(yàn)證器。

Google Authenticator 簡介

Google Authenticator 身份驗(yàn)證器是一款基于時(shí)間與哈希的一次性密碼算法的兩步驗(yàn)證軟件令牌，用戶需要下載手機(jī) APP（Authenticator），該手機(jī) APP 與網(wǎng)站進(jìn)行綁定，當(dāng)網(wǎng)站驗(yàn)證完用戶名和密碼之后會(huì)驗(yàn)證此 APP 上對(duì)應(yīng)生成的 6 位驗(yàn)證碼數(shù)字，驗(yàn)證通過則成功登錄，否則登錄失敗。

Google Authenticator 使用

我們來看下 Github 上的使用 Google 身份驗(yàn)證器開啟兩步驗(yàn)證的應(yīng)用。

如圖所示，默認(rèn) Github 是沒有開啟兩步驗(yàn)證的，點(diǎn)擊設(shè)置按鈕進(jìn)行設(shè)置。

Github 提供了基于 APP （谷歌身份驗(yàn)證器）和短信驗(yàn)證碼兩種兩步驗(yàn)證的方式，我們選擇第一種谷歌身份驗(yàn)證器。

進(jìn)入第一種驗(yàn)證模式，接下來展示了一堆的恢復(fù)碼，用來當(dāng) APP 驗(yàn)證器不能工作的緊急情況使用。把它們保存起來，然后點(diǎn)擊下一步。

這個(gè)就是身份驗(yàn)證器的關(guān)鍵了，下載 Google 的 Authenticator APP，然后掃描這個(gè)二維碼進(jìn)行綁定。

綁定之后，APP Github 模塊下面會(huì)顯示一個(gè) 6 位的驗(yàn)證碼，把它輸入到上面那個(gè)框里面就行了。

如下圖所示，已經(jīng)成功開啟兩步驗(yàn)證了。

接下來我們退出 Github 再重新登錄，頁面就會(huì)提示要輸入 Google 的身份驗(yàn)證器驗(yàn)證碼了，如果 APP 不能正常工作，最下方還能通過之前保存下來的恢復(fù)碼進(jìn)行登錄。

好了，Google Authenticator 使用就到這里，那它是如何工作的，它是什么原理呢？我們的網(wǎng)站、APP 如何接入 Google Authenticator，接下來我們一一拉開謎底。

Google Authenticator 工作流程

實(shí)際上 Google Authenticator 采用的是 TOTP 算法（Time-Based One-Time Password，即基于時(shí)間的一次性密碼），其核心內(nèi)容包括以下三點(diǎn)。

1、安全密鑰

是客戶端和服務(wù)端約定的安全密鑰，也是手機(jī)端 APP 身份驗(yàn)證器綁定（手機(jī)端通過掃描或者手輸安全密鑰進(jìn)行綁定）和驗(yàn)證碼的驗(yàn)證都需要的一個(gè)唯一的安全密鑰，該密鑰由加密算法生成，并最后由 Base32 編碼而成。

2、驗(yàn)證時(shí)間

Google 選擇了 30 秒作為時(shí)間片，T的數(shù)值為 從Unix epoch（1970年1月1日 00:00:00）來經(jīng)歷的 30 秒的個(gè)數(shù)，所以在 Google Authenticator 中我們可以看見驗(yàn)證碼每個(gè) 30 秒就會(huì)刷新一次。

更詳細(xì)原理參考：

https://blog.seetee.me/post/2...

3、簽署算法

Google 使用的是 HMAC-SHA1 算法，全稱是：Hash-based message authentication code(哈希運(yùn)算消息認(rèn)證碼)，它是以一個(gè)密鑰和一個(gè)消息為輸入，生成一個(gè)消息摘要作為輸出，這里以 SHA1 算法作為消息輸入。

使用 HMAC 算法是因?yàn)橹挥杏脩舯旧碇勒_的輸入密鑰，因此會(huì)得到唯一的輸出，其算法可以簡單表示為：

hmac = SHA1(secret + SHA1(secret + input))

事實(shí)上，TOTP 是 HMAC-OTP（基于HMAC的一次密碼生成）的超集，區(qū)別是 TOTP 是以當(dāng)前時(shí)間作為輸入，而HMAC-OTP 則是以自增計(jì)算器作為輸入，該計(jì)數(shù)器使用時(shí)需要進(jìn)行同步。

Google Authenticator 實(shí)戰(zhàn)

知道上面的原理，我們就可以來應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)了。

/**
 * 微信公眾號(hào)：Java技術(shù)棧
 */
public class AuthTest {

    @Test
    public void genSecretTest() {
        String secret = GoogleAuthenticator.generateSecretKey();
        String qrcode = GoogleAuthenticator.getQRBarcodeURL("Java技術(shù)棧", "javastack.cn", secret);
        System.out.println("二維碼地址:" + qrcode);
        System.out.println("密鑰:" + secret);
    }

    @Test
    public void verifyTest() {
        String secret = "ZJTAQGLVOZ7ATWH2";
        long code = 956235;
        GoogleAuthenticator ga = new GoogleAuthenticator();
        boolean r = ga.verifCode(secret, code);
        System.out.println("是否正確：" + r);
    }
}

第一個(gè)方法是生成密鑰和一個(gè)掃描二維碼綁定的URL。

第二個(gè)方法是根據(jù)密鑰和驗(yàn)證碼進(jìn)行驗(yàn)證。

這里僅提供一下 GoogleAuthenticator 類的源碼邏輯參考。

http://awtqty-zhang.iteye.com...

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