如何使用6位数字设计安全令牌认证协议？

Question

我有一个安全号码发生器设备，足够小，可以放在钥匙圈上，钥匙圈上有一个六位数字的LCD显示器和一个按钮。在在线表格上输入我的账户名称和密码后，我按下安全设备上的按钮并输入显示的安全代码编号。

我每次按下按钮时都会得到一个不同的号码，并且号码生成器在帐户设置过程中必须输入背面的序列号。

我想在我的网站中加入类似的功能。据我理解，这些是主要组件：

1. 注册期间生成的唯一Ñ数字APLHA数字序列和分配给用户（永久地）
2. 允许用户以生成N（或M +）远程数字序列号 现在，我不在乎硬件方面，我只想知道如何选择合适的算法，以允许用户生成一个N（或M？）长序列数字序列 - 据推测，使用他的唯一ID作为种子
3. 从步骤2中产生的号码识别用户（哪种解密方法是最强大的？）

我有以下问题：

• 我有没有标识的所有在这样的认证系统要求？如果不是，请指出我错过了步骤和为什么它是重要的
• 是什么我可以用于步骤1到3（最好使用64位）的最健壮的加密/解密算法？

Answer 1

您的服务器有一个客户端ID和密钥表。每个客户也知道自己的关键。

服务器还为每个客户端维护一个计数器，初始化为零。每个客户端维护一个计数器，也被初始化为零。

当在客户端上按下按钮时，它使用其密钥作为HMAC密钥生成当前计数器值的HMAC。它从HMAC输出生成一个字母数字代码并将其显示给用户（发送给服务器）。客户端递增其计数器值。

当服务器收到认证请求时，它使用客户端存储的密钥和计数器重复与客户端相同的操作。它将它生成的字母数字代码与客户端收到的字母数字代码进行比较 - 如果它们匹配，客户端将被认证。如果它们不匹配，则服务器为该客户端递增其计数器并重复该过程，只需少量重复（例如〜10）。如果客户端计数器在未联系服务器的情况下递增，这允许服务器“赶上”。

如果计数器回滚到零，则服务器不应再接受该客户端ID的任何其他身份验证请求，直到它发出新密钥。

此基本协议有扩展：例如，您可以使用服务器和客户端上的同步时钟（每N秒更换一次值而不是每次按下按钮），而不是计数器。

Answer 2

您所描述的内容称为HOTP或基于HMAC的一次性密码。在this RFC中描述了实现，除非你有一个令人信服的理由，否则我强烈建议按原样实现它，因为它已经过密码学者的审查，并且被认为是安全的。使用此功能还可以使您与现有系统兼容 - 您应该能够找到HOTP兼容的令牌和软件应用程序，例如适用于Android的Google Authenticator。