Google身份验证器

Google身份验证器是一款TOTP与HOTP的两步验证，此软件用于Google的认证服务。此项服务所使用的算法已列于 RFC 6238 和 RFC 4226 中。

Google身份验证器给予用户一个六位到八位的一次性密码用于进行登录Google或其他站点时的附加验证。其同样可以给第三方应用生成口令，例如密碼管理員或网络硬盘。先前版本的Google身份验证器开放源代码，但之后的版本以专有软件的形式公开。

典型使用情况
用户通常將身份验证程序安裝在智能手机上，为了登录到使用两步验证的网站或服务上，用户提供用户名和密码后运行身份验证器进行额外验证。 该应用程序会生成六位数的一次性密码，不同网站則可能会生成同一密码。

为了使身份验证器正常工作，安装运行之前网站必须向用户提供一组共享密钥。这组密钥将会用于未来的所有登入请求。

在两步验证的保护之下，仅拥有用户名密码已不足以-{zh-hans:黑;zh-hk:黑;zh-tw:駭;}-入账户。攻击者需要这组共享密钥或者拿到进行两步验证的移动设备。另一种方法是进行中间人攻击；若用户的电脑被木马侵入，则用户名、密码及一次性密码都将被木马所捕获，随后攻击者即可利用木马进行登录、监听或修改用户与网站的通信。

实现
谷歌提供安卓、黑莓和iOS版本的身份验证器。同时也有第三方版本。

*Windows Phone 7.5/8/8.1/10: Microsoft Authenticator Virtual TokenFactor
*Windows Mobile: Google Authenticator for Windows Mobile
*Java CLI: Authenticator.jar
*Java GUI: JAuth FXAuth
*J2ME: gauthj2me lwuitgauthj2me Mobile-OTP （仅支持中文） totp-me
*Palm OS: gauthj2me
*Python: onetimepass, pyotp
*PHP: GoogleAuthenticator.php
*Ruby: rotp, twofu
*Rails: active_model_otp （第三方实现）
*webOS: GAuth
*Windows: gauth4win MOS Authenticator WinAuth
*.NET: TwoStepsAuthenticator
*HTML5: html5-google-authenticator
*MeeGo/Harmattan (Nokia N9): GAuth
*Sailfish OS: SGAuth, SailOTP
*Apache: Google Authenticator Apache Module
*PAM: Google Pluggable Authentication Module oauth-pam
*Backend: （后端管理使用Python实现）
*Chrome/Chrome OS: Authenticator
*iOS: OTP Auth

• privacyIDEA 认证系统。

技术说明
服务提供商为每个用户生成80位的密钥（然而RFC 4226 §4要求使用128位并建议使用160位密钥）。 它以16位、26位或者32位base32的字符串亦或是二维码的方式提供。客户端使用此密钥生成HMAC-SHA1。经过HMAC处理过的信息可能为：

• 自UNIX时间（TOTP）起始之后所经过的30秒周期数
• 随着每个新密码所增加的计数（HOTP）

一段哈希值被提取出来并转换为6位数密码。

生成一次性密码的伪代码
function GoogleAuthenticatorCode(string secret)
key := base32decode(secret)
message := floor(current Unix time / 30)
hash := HMAC-SHA1(key, message)
offset := last nibble of hash
truncatedHash := hash[offset..offset+3] //4 bytes starting at the offset
Set the first bit of truncatedHash to zero //remove the most significant bit
code := truncatedHash mod 1000000
pad code with 0 until length of code is 6
return code

生成事件性或计数性的一次性密码伪代码
function GoogleAuthenticatorCode(string secret)
key := base32decode(secret)
message := counter encoded on 8 bytes
hash := HMAC-SHA1(key, message)
offset := last nibble of hash
truncatedHash := hash[offset..offset+3] //4 bytes starting at the offset
Set the first bit of truncatedHash to zero //remove the most significant bit
code := truncatedHash mod 1000000
pad code with 0 until length of code is 6
return code

Android上的开源情况
Google身份验证器在Google Play商店上以私有版权协议发布。Google在GitHub上开放了其身份验证器源代码，并陈述如下：“此开源计划包含了2.21版本的源代码。随后的版本中包含了Google特有的工作流程，与此项目无关。”
最後一個開源的版本在2020年發布。

Android版本的独立分支之一为FreeOTP，其基于Google在GitHub上所开源的最新版本。另外一个較不活躍的分支OTP Authenticator也在Google Play上可供下载。

參見

• 多重要素驗證
• 基於HMAC的一次性密碼演算法
• FreeOTP

*

参考文献
外部链接

• Google帮助上的[https://support.google.com/accounts/answer/1066447 Google身份验证器]
• GitHub上的[https://github.com/google/google-authenticator Google 身份验证器] 旧版本源代码

* 在Stack Overflow上[https://stackoverflow.com/questions/8529265/google-authenticator-implementation-in-python 使用Python实现的Google身份验证器]

• F-Droid資源庫上的Android軟體套件[https://web.archive.org/web/20160225132011/https://f-droid.org/repository/browse/?fdid=com.google.android.apps.authenticator2 Authenticator ]