基于散列消息验证码的一次性密码算法

✍ dations ◷ 2025-12-06 13:28:40 #计算机访问控制协议,密码算法,网际协议

基于HMAC的一次性密码算法(英语:HMAC-based One-time Password algorithm,HOTP)是一种基于散列消息验证码(HMAC)的一次性密码(OTP)算法,同时也是开放验证提案的基础(OATH)。

HOTP在2005年由IETF发布在RFC 4226标准文档中,定义了算法的同时附带有一例基于Java的实现。自此之后,世界上许多公司接纳了HOTP算法,它也成为了可以自由使用的开源标准。

HOTP算法在验证时使用对称生成的人类可读密码(算法中也称为“运算值”),每个密码仅在一次验证中有效。这种一次性属性直接来自于计数器数值的单次使用。

任何有意愿使用HOTP的一方都必须定义一系列对于验证器而言已明确的参数,无论是否这些参数是否可以被验证器接受,都可能包含:

HOTP 验证中的双方都会运算最终数值,验证器会将本地运算结果与被验证方提供的结果进行比对。

由于验证双方都分别各自自增计数器数值,验证器的计数器可能落后于被验证方,因此定义用于重新同步的协议是意义的。RFC 4226标准中给出了相关建议,但并不做强制要求。为解决可能的不同步,验证器会使用当前计数器值起尝试用连续多个值(称为窗口)进行运算,如果验证成功,则验证器将对应的计数器值更新为当前值,无需被验证方做任何操作。窗口大小由参数指定。:7,8

上述建议是出于避免HOTP 数值验证过程中出现卡死,但是同时也使得数值相对偏小,暴力破解攻击也因此变得容易。有一个建议是在验证失败几次之后就锁定验证过程,或者每次验证失败时都(以线性方式)延长下次操作时间。

专有的硬件密钥通常会提供六位验证码,也就是的默认值。密钥截留最长长度为31位,由于公式中 log 10 ( 2 31 ) {\textstyle \log _{10}\left(2^{31}\right)} 的最大值取10,因此第十位数值可能的取值也就更少,为0、1或者2(也就对应多出的0.3这个小数数值)。

在验证之后,验证器可以通过运算得出下一个HOTP 数值来执行验算,得出返回的数值之后,接受验证的一方将计算HOTP 数值进行验证。值得注意的是,这一过程中的计数器数值需要保证同步。

HOTP 运算值设计上是人类可读的,它是一个位数为d的十进制数字(开头的0不可忽略):

上述公式也说明运算值是最小位数为d的十进制数值。

HOTP本质上是散列消息验证码(HMAC)的计数器截留,计数器数值记为(服务器分发密钥记为,散列函数记为)。

截取首先是位于最小的四位数值当中,截得之后用于作为回调数值,记为。

引索数值用于从当中选中31位数,起始点为。

注意,获取的31位数长度仅有单位值的4字节,可以容纳于4字节短语意味着没有标记位。这是出于避免负数的模数运算,但是这也有许多不同的定义与实现。

已有许多供应商(参考下面的列举)提供软件以及硬件密钥。实现开放验证提案的HOTP硬件密钥实现往往比使用专有算法的同类产品便宜许多。 截止至2010年,这些硬件密钥的价格已经很低。 有些产品也可以同时用于生成强密码。

软件密钥在(几乎)所有主要移动平台或智能手机均有提供(如J2ME, Android, iPhone, BlackBerry, Maemo, macOS, 以及Windows Mobile)。

尽管许多计算机媒体在2004-05年持负面态度,自从IETF在2005年十二月将HOTP接纳为RFC 4226标准之后,许多提供商开始生产兼容HOTP的密钥,甚至是基于此的整套验证解决方案。

2010年伯顿集团(英语:Burton Group)(高德纳咨询公司的下辖部门)发表文章,表示“高德纳咨询公司预期基于硬件的一次性密码封装的市场会有一定程度的增长,对于智能手机来说,一次性密码将会成为默认硬件平台的一部分”。

相关

  • 人类免疫不全病毒人类免疫缺陷病毒(英语:human immunodeficiency virus,簡稱HIV,又称艾滋病毒)是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒,属逆转录病毒的一种。普遍认为,人类免疫缺陷病毒的感染导致艾滋
  • 锡拉丘兹锡拉丘兹(英语:Syracuse),或译雪拉古兹、 雪城,是位于美国纽约上州中部的城市,属于纽约州奥农达加县所辖。雪城译名可能为音意合译,因当地位于安大略湖畔而降雪丰沛,而英文名称来自
  • 福塔莱萨福塔莱萨(葡萄牙语:Fortaleza),又译作福塔雷萨,该名称为葡萄牙语“堡垒”之意。福塔莱萨是巴西北部重要经济城市。塞阿腊州政府所在地及重要港口。2018年都会区人口约400万人,被认
  • 头孢哌酮钠舒巴坦钠舒巴坦-头孢哌酮全名为头孢哌酮钠舒巴坦钠()又称俗称舒普深、瑞普欣、铃兰欣 、海舒必,是头孢哌酮钠和舒巴坦(英语:Sulbactam)钠混合而成的复方药品,是一种注射型抗生素。头孢哌
  • 弗里曼·戴森弗里曼·约翰·戴森(英语:Freeman John Dyson,1923年12月15日-2020年2月28日),美籍英裔数学物理学家,普林斯顿高等研究院教授。戴森提出了戴森变换。1923年12月15日,戴森在英国伯克
  • 毛增光毛增光(1810年7月15日-?),和名池城亲方安邑,是琉球国第二尚氏王朝时期的一名政治家。毛增光是毛氏池城殿内(日语:毛氏池城殿内)的第十四世当主,生于嘉庆十五年庚午六月十四日。他于184
  • 权恩妃权恩妃(朝鲜语:권은비 ;日语:クォン・ウンビ;1995年9月27日-),韩国女子团体IZ*ONE队长,所属经纪公司为Woollim娱乐。2014年7月18日,以Kiroy Company女团Ye-A(예아)出道,艺名为Kazoo(카쥬),
  • 封面女郎 (电影)《封面女郎》(英语:Cover Girl)是由丽塔·海华斯和金·凯利于1944年主演的美国歌舞片。这套美国电影有几首著名歌曲:Long ago and far away、cover girl等。
  • 玺光尊玺光尊(1903年4月22日-1983年8月16日)是日本新兴宗教玺宇教的教主,也是自称天皇之一。本名长冈良子。玺光尊于1903年(明治三十六年)出生在冈山县御津郡江与味村(今久米郡美咲町江与
  • 金立强金立强(1914年-?),男,回族,安徽怀宁人,中华人民共和国政治人物,曾任江西省政协副主席,第六届全国人大代表,第七届全国政协委员。