什么是双因素验证 2FA,如何用 Python 实现?

Python七号

共 2019字,需浏览 5分钟

 · 2022-07-10

传统的用户名密码方式,容易泄漏,并不安全。

你说,加上短信验证码不就安全了,其实短信验证码也是不安全的,容易被拦截和伪造,SIM 卡也可以克隆,已经有案例,先伪造身份证,再申请一模一样的手机号码,把钱转走。

因此就有了 Two-factor authentication,简称 2FA,也就是双因素验证。最常见的就是用户名密码,再加一个动态码。动态码通常由随身携带的移动设备上生成,比如 U 盾、手机。

动态码最常见的实现算法就是 One-Time Password(OTP),是基于时间的一次性密码,它是公认的可靠解决方案,已经写入国际标准 RFC6238。比如我们最常用的 Google Authenticator,就是 OTP。

那么,知道了 2FA,接下来应该考虑的事,就是如何让你用 Python 写的网站实现 2FA。

轮子其实已经有了,那就是 PyOTP,结合自己的理解,分享一下它的用法。

1、安装

pip 安装,不多说。

pip install pyotp

2、配对

配对就是移动设备和我们的 web 服务器配对。

首先,在服务器上使用如下代码生成一次性密钥:

>>> import pyotp
>>> pyotp.random_base32()
'BZ4TOJD4JWWJWPQBKP23FA55EMHA25Y2'
>>>

然后将这个密钥以二维码的形式让手机(移动设备)扫描,扫描之后,手机上的应用就保存了这个密钥。

3、验证

接下来,在手机上就可以使用下面这段逻辑产生动态密码了。

>>> totp = pyotp.TOTP('BZ4TOJD4JWWJWPQBKP23FA55EMHA25Y2')
>>> totp.now()
'941782'
>>>

现在,你有 30 秒的时间将这个 6 位数密码提交到服务器(输入到网页上),服务器服务器也使用同样的密钥和当前时间戳,生成一个动态码,跟用户提交的动态码比对。只要两者不一致,就验证失败,也就是下面这段逻辑,如果超过 30 秒,(当然,30 秒可以自定义),也会失效:

>>> totp = pyotp.TOTP('BZ4TOJD4JWWJWPQBKP23FA55EMHA25Y2')
>>> totp.verify('941782')
True
>>> time.sleep(30)
>>> totp.verify('941782')
False

除了使用基于时间的动态密码,也可以用基于计数的动态密码,逻辑如下:

hotp = pyotp.HOTP('base32secret3232')
hotp.at(0# => '260182'
hotp.at(1# => '055283'
hotp.at(1401# => '316439'

# OTP verified with a counter
hotp.verify('316439'1401# => True
hotp.verify('316439'1402# => False

4、那是不是手机上还有开发个 app ?

不用,我们直接使用现成的 Google Authenticator 就可以了。

如果你已安装了 Google Authenticator,请点击 ➕ 添加密钥,然后扫描下发的二维码,就可以生成动态码:

然后你可以执行下面这段代码,就可以发现 pyotp 产生的动态码和 Google Authenticator 产生的是一致的:

import pyotp
totp = pyotp.TOTP("JBSWY3DPEHPK3PXP")
print("Current OTP:", totp.now())

其实二维码的信息就是 JBSWY3DPEHPK3PXP。

这样,我们用 Google Authenticator 来产生动态密码,网站上进行二次验证,就可以实现 2FA 了。

最后

本文分享了什么是 2FA 以及如何用 Python 实现。如果觉得有收获,还请点「在看」分享给更多的人。如果有问题,欢迎留言讨论。新来的朋友可以关注下,可以给你提供技术支持。

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