什么是双因素验证 2FA，如何用 Python 实现？
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· 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。