可能已經對「基於時間的一次性密碼」(TOTP) 這個術語有所了解，與「雙重身份驗證」(FA) 或「多重身份驗證」(MFA) 有關。
TOTP 的含義
「基於時間的一次性密碼」是指在形成後，僅在 30-90 秒內有效的密碼，這些密碼是根據共享的秘密值和系統當前時間生成的。
密碼幾乎總是由六位數字組成，每 30 秒更改一次。另一方面，一些 TOTP 的實現使用四位數字代碼，這些代碼在 90 秒後失效。
在 TOTP 算法中使用開放標準，這個標準詳細說明在 RFC 6238 中。
什麼是共享秘密？
TOTP 認證使用以共享秘密的形式存在的秘密金鑰，該金鑰在客戶端和伺服器之間共享。
在肉眼看來，共享秘密似乎是一個以 Base32 表示的字符串，類似於以下內容：
KRUGS4ZANFZSAYJAONUGC4TFMQQHGZLDOJSXIIDFPBQW24DMMU======
計算機能夠理解和理解信息，即使它的呈現方式對人類來說並不易讀。
客戶端和伺服器在單次傳輸秘密後，均在各自系統上安全存儲共享秘密的副本。
如果對手能夠發現共享秘密的值，那麼他們將能夠構造出自己的唯一一次性密碼，這是合法的。因此，每個 TOTP 的實現都需要特別注意以安全的方式存儲共享秘密。
什麼是系統時間？
每台計算機和手機中都有一個時鐘，用於測量所謂的 Unix 時間。
Unix 時間是以自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 起經過的秒數來計算的。
Unix 時間看起來只是一串數字：
1643788666
然而，這個小數字非常適合生成一次性密碼，因為大多數使用 Unix 時間時鐘的電子設備彼此之間的同步性足夠好。
TOTP 認證協議的實現
不建議使用密碼。然而，通過將傳統密碼與基於時間的一次性密碼 (TOTP) 結合，可以提高安全性。這種組合稱為雙重身份驗證或 2FA，可用於安全地驗證帳戶、虛擬私人網絡 (VPN) 和應用程序。
TOTP 可以在硬件和軟件令牌中實現：
• TOTP 硬件令牌是一個顯示當前代碼的小屏幕的實體鑰匙鏈
• TOTP 軟件令牌是一個在手機屏幕上顯示代碼的移動應用程序
無論是使用軟件令牌還是硬件令牌都沒有區別。使用兩種不同的身份驗證形式的目的是增加對在線帳戶的保護級別。在雙重身份驗證期間，可以使用一次性密碼生成器來獲取訪問帳戶的權限。無論是擁有鑰匙扣還是配備身份驗證應用的智能手機，該生成器均可使用。
基於時間的一次性密碼如何運作？
共享秘密的值包含在每次基於時間的一次性密碼 (TOTP) 的生成中，這取決於當前時間。
為了生成一次性密碼，TOTP 方法考慮了當前的 Unix 時間和共享秘密值。
在基於 HMAC 的一次性密碼 (HOTP) 方法中，計數器被當前時間的值替換，這是基於時間的一次性密碼算法的版本。
一次性密碼 (TOTP) 技術基於一個哈希函數，該函數在給定不確定長度的輸入時，生成固定長度的短字符字符串。這種解釋避免了過多的技術語言。如果僅有哈希函數的結果，則無法重新創建用於生成它的原始參數。這是哈希函數的一個優勢。
需要記住的是，TOTP 提供的安全性高於 HOTP。使用 TOTP 時，每 30 秒生成一個全新的密碼。使用 HOTP 時，直到輸入並使用了上一個密碼後，才會生成新密碼。HOTP 的一次性密碼在身份驗證後仍然有效，這為黑客提供了成功攻擊的重大機會。
多重身份驗證 (MFA)
用戶必須首先在任何支持基於時間的一次性密碼的多重身份驗證 (MFA) 系統中註冊其 TOTP 令牌，才能使用該設備連接到其帳戶。
某些 TOTP 軟件令牌需要為每個帳戶註冊不同的 OTP 生成器。這意味著如果將兩個帳戶添加到身份驗證應用中，該程序將每 30 秒生成兩個臨時密碼，每個帳戶一個。單個 TOTP 軟件令牌（身份驗證程序）可以支持無限數量的一次性密碼生成器。單獨的一次性密碼生成器在一個帳戶的安全性受到威脅時，能保護所有其他帳戶的安全。
要使用 2FA，必須在 TOTP 令牌和安全系統之間創建並共享一個秘密。然後，安全系統的秘密必須傳遞給令牌。
如何將共享秘密發送到令牌？
通常，安全系統會創建一個 QR 碼，並要求用戶使用身份驗證應用掃描它。
這種類型的 QR 碼是長字符串的視覺表示。共享秘密大致上是這個長序列的一部分。
當用戶使用身份驗證應用掃描 QR 碼時，軟件將字符串化圖像並提取秘密。身份驗證程序現在可以利用共享秘密生成一次性密碼。
在註冊 TOTP 令牌時，秘密僅發送一次。許多關於竊取私鑰的擔憂得以緩解。對手仍然可以竊取秘密，但他們必須首先物理竊取令牌。
即使在未連接到互聯網的情況下也能運作！
使用 TOTP 技術時，無需在智能手機或物理密鑰上保持活動的互聯網連接。
TOTP 令牌只需獲取一次共享秘密值。安全系統和 OTP 生成器因此可以在不需要通信的情況下生成後續的密碼值。因此，基於時間的一次性密碼 (TOTP) 即使在計算機關閉時也能運作。
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