谷歌身份验证器的使用超详细步骤

骑猪看日落 2024-04-01 13:09 266阅读 0赞

谷歌身份验证器Google Authenticator是谷歌推出的一款动态口令工具，解决大家各平台账户遭到恶意攻击的问题，一般在相关的服务平台登陆中除了用正常用户名和密码外，需要再输入一次谷歌认证器生成的动态口令才能验证成功，相当于输入二次密码，以达到账户的高安全性。例如交易所、金融平台、以及一些钱包等项目等等，都会使用谷歌身份验证器Google Authenticator来做二次认证，开启谷歌身份验证之后，登录账户，除了输入用户名和密码，还需要输入谷歌验证器上的动态密码。谷歌验证器上的动态密码，也称为一次性密码，密码按照时间或使用次数不断动态变化（默认 30 秒变更一次）

  • 使用思路
    1、第一次请求，判断未绑定谷歌验证码，那就生成随机base32的秘钥展示到页面，供用户创建账号，或者生成二维码，供用户在手机端使用谷歌验证器扫码创建账号
    2、绑定验证，将手机app谷歌验证器生成的验证码输入到需要登录的平台验证，成功后将秘钥存入数据库；
    3、绑定过后每次请求查询数据库的秘钥生成二维码传出；
    4、取消绑定，清除数据库的数据。
  • 使用步骤
    手机上下载谷歌身份验证器，便于生成验证码
    iPhone手机：在App Store中搜索 Google Authenticator
    安卓手机：复制该链接到浏览器下载，http://d7.xiaotongqq.com/googe.apk

  • 整合java
    1.导入依赖

    1.     <dependency>
    2.         <groupId>cn.hutool</groupId>
    3.         <artifactId>hutool-all</artifactId>
    4.         <version>5.8.2</version>
    5.     </dependency>
    6.     <!--二维码的生成工具类-->
    7.     <dependency>
    8.         <groupId>com.google.zxing</groupId>
    9.         <artifactId>core</artifactId>
    10.         <version>3.3.3</version>
    11.     </dependency>
    12.     <!--谷歌身份验证器-->
    13.     <dependency>
    14.         <groupId>commons-codec</groupId>
    15.         <artifactId>commons-codec</artifactId>
    16.         <version>1.12</version>
    17.     </dependency>

2.编写谷歌身份验证器工具类

  1. import java.security.InvalidKeyException;
  2. import java.security.NoSuchAlgorithmException;
  3. import java.security.SecureRandom;
  4. import javax.crypto.Mac;
  5. import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
  6. import org.apache.commons.codec.binary.Base32;
  7. import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
  10. /**
  11.  * @Description: 谷歌身份验证器工具类
  12.  */
  13. public class GoogleAuthenticator {
  16.     /**
  17.      * 生成秘钥的长度
  18.      */
  19.     public static final int SECRET_SIZE = 10;
  21.     public static final String SEED = "g8GjEvTbW5oVSV7avL47357438reyhreyuryetredLDVKs2m0QN7vxRs2im5MDaNCWGmcD2rvcZx";
  22.     /**
  23.      * 实现随机数算法
  24.      */
  25.     public static final String RANDOM_NUMBER_ALGORITHM = "SHA1PRNG";
  27.     /**
  28.      * 时间前后偏移量
  29.      * 用于防止客户端时间不精确导致生成的TOTP与服务器端的TOTP一直不一致
  30.      * 如果为0,当前时间为 10:10:15
  31.      * 则表明在 10:10:00-10:10:30 之间生成的TOTP 能校验通过
  32.      * 如果为1,则表明在
  33.      * 10:09:30-10:10:00
  34.      * 10:10:00-10:10:30
  35.      * 10:10:30-10:11:00 之间生成的TOTP 能校验通过
  36.      * 以此类推
  37.      */
  38.       int window_size = 10; // default 3 - max 17
  40.     /**
  41.      * set the windows size. This is an integer value representing the number of
  42.      * 30 second windows we allow The bigger the window, the more tolerant of
  43.      * clock skew we are.
  44.      *
  45.      * @param s
  46.      *            window size - must be >=1 and <=17. Other values are ignored
  47.      */
  48.     public void setWindowSize(int s) {
  50.         if (s >= 1 && s <= 17)
  51.             window_size = s;
  52.     }
  54.     /**
  55.      * 生成随机密钥，每个用户独享一份密钥
  56.      * @return secret key
  57.      */
  58.     public static String generateSecretKey() {
  60.         SecureRandom sr = null;
  61.         try {
  63.             sr = SecureRandom.getInstance(RANDOM_NUMBER_ALGORITHM);
  64.             sr.setSeed(Base64.decodeBase64(SEED.getBytes()));
  65.             byte[] buffer = sr.generateSeed(SECRET_SIZE);
  66.             Base32 codec = new Base32();
  67.             byte[] bEncodedKey = codec.encode(buffer);
  68.             return new String(bEncodedKey);
  69.         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
  71.             // should never occur... configuration error
  72.         }
  73.         return null;
  74.     }
  77.     /**
  78.      * 生成一个google身份验证器，识别的字符串，只需要把该方法返回值生成二维码扫描就可以了。
  79.      * 最后展示的账户名称将会是 label:user
  80.      * @param label 标签
  81.      * @param user 账号
  82.      * @param secret 密钥
  83.      * @return
  84.      */
  85.     public static String getQRBarcode(String label, String user, String secret) {
  87.         String format = "otpauth://totp/%s:%s?secret=%s";
  88.         return String.format(format, label, user, secret);
  89.     }
  91.     /**
  92.      * 生成一个google身份验证器，识别的字符串，只需要把该方法返回值生成二维码扫描就可以了。
  93.      *最后展示的账户名称将会是 user
  94.      * @param user 账号
  95.      * @param secret 密钥
  96.      * @return
  97.      */
  98.     public static String getQRBarcode(String user, String secret) {
  100.         String format = "otpauth://totp/%s?secret=%s";
  101.         return String.format(format, user, secret);
  102.     }
  104.     /**
  105.      * 验证code是否合法
  106.      * @param secret 秘钥
  107.      * @param code 验证码
  108.      * @param timeMses 时间戳
  109.      * @return true表示正确 false 表示错误
  110.      */
  111.     public  boolean check_code(String secret, long code, long timeMses) {
  113.         if(secret == null || "".equals(secret))
  114.         {
  116.             return false;
  117.         }
  118.         Base32 codec = new Base32();
  119.         byte[] decodedKey = codec.decode(secret);
  120.         // convert unix msec time into a 30 second "window"
  121.         // this is per the TOTP spec (see the RFC for details)
  122.         long t = (timeMses / 1000L) / 30L;
  123.         // Window is used to check codes generated in the near past.
  124.         // You can use this value to tune how far you're willing to go.
  125.         for (int i = -window_size; i <= window_size; ++i) {
  127.             long hash;
  128.             try {
  130.                 hash = verify_code(decodedKey, t + i);
  131.             } catch (Exception e) {
  133.                 // Yes, this is bad form - but
  134.                 // the exceptions thrown would be rare and a static
  135.                 // configuration problem
  136.                 e.printStackTrace();
  137.                 throw new RuntimeException(e.getMessage());
  138.                 // return false;
  139.             }
  140.             if (hash == code) {
  142.                 return true;
  143.             }
  144.         }
  145.         // The validation code is invalid.
  146.         return false;
  147.     }
  149.     /**
  150.      * 根据时间偏移量计算
  151.      *
  152.      * @param key
  153.      * @param t
  154.      * @return
  155.      * @throws NoSuchAlgorithmException
  156.      * @throws InvalidKeyException
  157.      */
  158.     private static int verify_code(byte[] key, long t) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {
  160.         byte[] data = new byte[8];
  161.         long value = t;
  162.         for (int i = 8; i-- > 0; value >>>= 8) {
  164.             data[i] = (byte) value;
  165.         }
  166.         SecretKeySpec signKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA1");
  167.         Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA1");
  168.         mac.init(signKey);
  169.         byte[] hash = mac.doFinal(data);
  170.         int offset = hash[20 - 1] & 0xF;
  171.         // We're using a long because Java hasn't got unsigned int.
  172.         long truncatedHash = 0;
  173.         for (int i = 0; i < 4; ++i) {
  175.             truncatedHash <<= 8;
  176.             // We are dealing with signed bytes:
  177.             // we just keep the first byte.
  178.             truncatedHash |= (hash[offset + i] & 0xFF);
  179.         }
  180.         truncatedHash &= 0x7FFFFFFF;
  181.         truncatedHash %= 1000000;
  182.         return (int) truncatedHash;
  183.     }
  184. }

3.测试生成秘钥

  1. import cn.hutool.core.io.FileUtil;
  2. import cn.hutool.extra.qrcode.QrCodeUtil;
  3. import com.example.vehicleinformationsystem.util.GoogleAuthenticator;
  4. import org.junit.jupiter.api.Test;
  5. import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
  7. @SpringBootTest
  8. class VehicleInformationSystemApplicationTests {
  10.     private static String secretKey = "";
  12.     /**
  13.      * 生成秘钥
  14.      */
  15.     @Test
  16.     void contextLoads() {
  18.         //生成秘钥
  19.        secretKey = GoogleAuthenticator.generateSecretKey();
  20.          System.out.println("秘钥："+secretKey);
  21.     }
  23. }

结果：

  1. 秘钥：DPSKD2HAZVANIXX7

秘钥使用方式：
注：该秘钥应该提示用户备份，切勿泄露给第三方，仅展示一次
3.1.在手机上下载谷歌身份验证器（下载方式参考上文）
3.2.点击右下角加号
在这里插入图片描述
3.3.点击输入设置秘钥
3.4.输入需要登录的平台用户名，以及刚才的秘钥，选择基于时间，点击添加
在这里插入图片描述
3.5.添加成功后，如下所示
在这里插入图片描述
3.6.将账号的二维码填写到需要登录的平台进行验证
4.测试生成二维码

  1. /**
  2.      * 生成二维码
  3.      */
  4.     @Test
  5.     void contextLoads() {
  7.         //生成秘钥
  8.        secretKey = GoogleAuthenticator.generateSecretKey();
  9.         System.out.println("秘钥："+secretKey);
  10.        //生成二维码信息
  11.         String QRBarcode = GoogleAuthenticator.getQRBarcode("system_admin",secretKey);
  12.         System.out.println("二维码所需要的信息："+QRBarcode);
  13.         //生成二维码  300 表示二维码的大小  D:\img\aa\qrcode.jpg 表示为二维码的生成路径
  14.         QrCodeUtil.generate(QRBarcode, 300, 300, FileUtil.file("D:\\img\\aa\\qrcode.jpg"));
  15.     }

生成结果：
在这里插入图片描述
使用方式：
4.1.在手机上下载谷歌身份验证器（下载方式参考上文）
4.2.点击右下角加号
4.3.点击扫描二维码
4.4.扫描生成的二维码，即可
5.5.将账号的二维码填写到需要登录的平台进行验证

5.验证码验证
这里就选择刚才生成的秘钥账户，system
在这里插入图片描述

  1. //刚才生成的秘钥
  2.     private static String secretKey = "DPSKD2HAZVANIXX7";
  6.     /**
  7.      * 测试验证码
  8.      */
  9.     @Test
  10.     void testData() {
  12.         String code = "126128";
  13.         long time = System.currentTimeMillis ();
  14.         GoogleAuthenticator g = new GoogleAuthenticator ();
  15.         boolean result = g.check_code (secretKey,Long.valueOf(code),time );
  16.         System.out.println ( "验证码是否正确--》"+result );
  19.     }

输出结果：

  1. 验证码是否正确--》true

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