Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




13.01.2022


29.12.2021


09.12.2021


09.12.2021


08.11.2021





Яндекс.Метрика





Time-based One-time Password Algorithm

23.05.2022

TOTP (Time-based One-Time Password Algorithm, RFC 6238) — OATH-алгоритм создания одноразовых паролей для защищенной аутентификации, являющийся улучшением HOTP (HMAC-Based One-Time Password Algorithm). Является алгоритмом односторонней аутентификации — сервер удостоверяется в подлинности клиента. Главное отличие TOTP от HOTP — это генерация пароля на основе времени, то есть время является параметром. При этом обычно используется не точное указание времени, а текущий интервал с установленными заранее границами (обычно — 30 секунд).

История

С 2004 года OATH (The Initiative for open authentication) трудилась над проектом одноразовых паролей (OTP). Первым результатом был HOTP (the Hash-based Message Authentication Code (HMAC) OTP algorithm), опубликованный в декабре 2005 года. Он был представлен как проект IETF (The Internet Engineering Task Force).

Дальнейшая работа OATH шла на улучшение HOTP и в 2008 году был представлен TOTP. Этот алгоритм не использует счетчик для синхронизации клиента и сервера, а генерирует пароль в зависимости от времени, который действителен в течение некоторого интервала. Алгоритм действует так: клиент берет текущее значение таймера и секретный ключ, хеширует их с помощью какой-либо хеш-функции и отправляет серверу, в свою очередь сервер проводит те же вычисления после чего ему остается только сравнить эти значения. Он может быть реализован не только на хеш-функции SHA-1, в отличие от HOTP, поэтому хеш-функция также является входным параметром.

Позднее был представлен новый алгоритм, расширяющий TOTP ещё больше. Он был представлен в сентябре 2010 года и назван OATH Challenge-Response Algorithms (OCRA). Главное отличие от предыдущих алгоритмов заключается в том, что в проверке подлинности участвует и сервер. Так что клиент может быть также уверен в его подлинности.

Принцип работы

По сути, TOTP является вариантом HOTP алгоритма, в котором в качестве значения счетчика подставляется величина, зависящая от времени. Обозначим:

  • T {displaystyle T} — дискретное значение времени, используемое в качестве параметра. (Измеряется в единицах X {displaystyle X} , 8 байтов)
  • X {displaystyle X} — интервал времени, в течение которого действителен пароль. (По умолчанию 30 сек.)
  • T 0 {displaystyle T_{0}} — начальное время, необходимое для синхронизации сторон. (По умолчанию — время от начала UNIX эры)
  • K {displaystyle K} — разделяемый секрет.
  • C u r r e n t T i m e {displaystyle CurrentTime} — текущее время.

Тогда

T = ( C u r r e n t T i m e − T 0 ) / X {displaystyle T=(CurrentTime-T_{0})/X} HOTP ⁡ ( K , T ) = T r u n c a t e ( H M A C - S H A - 1 ⁡ ( K , T ) ) {displaystyle operatorname {HOTP} (K,T)=Truncate(operatorname {HMAC-SHA-1} (K,T))} TOTP = HOTP ⁡ ( K , T ) {displaystyle operatorname {TOTP} =operatorname {HOTP} (K,T)}

где

  • HMAC-SHA-1(K,T) — генерация 20-ти байт на основе секретного ключа и времени с помощью хеш-функции SHA-1.
  • Truncate — функция выбора определенным способом 4 байт:

обозначим String — результат HMAC-SHA-1(K,T); OffsetBits — младшие 4 бита строки String; Offset = StringToNumber(OffsetBits) и результатом Truncate будет строка из четырёх символов — String[Offset]String[Offset + 3]

Также стоит отметить что в отличие от HOTP, который основан только на SHA-1, TOTP может также использовать HMAC-SHA-256, HMAC-SHA-512 и другие HMAC-хеш-функциях:

  • TOTP ⁡ ( K , T ) = T r u n c a t e ( H M A C - S H A - 256 ⁡ ( K , T ) ) {displaystyle operatorname {TOTP} (K,T)=Truncate(operatorname {HMAC-SHA-256} (K,T))}
  • TOTP ⁡ ( K , T ) = T r u n c a t e ( H M A C - S H A - 512 ⁡ ( K , T ) ) {displaystyle operatorname {TOTP} (K,T)=Truncate(operatorname {HMAC-SHA-512} (K,T))}

и т. д.

Надежность алгоритма

Концепция одноразовых паролей вкупе с современными криптографическими методами может использоваться для реализации надежных систем удаленной аутентификации. TOTP достаточно устойчив к криптографическим атакам, однако вероятности взлома есть, например возможен такой вариант атаки «человек посередине»:

Прослушивая трафик клиента, злоумышленник может перехватить посланный логин и одноразовый пароль (или хеш от него). Затем ему достаточно блокировать компьютер «жертвы» и отправить аутентификационные данные от собственного имени. Если он успеет это сделать за промежуток времени X {displaystyle X} , то ему удастся получить доступ. Именно поэтому X {displaystyle X} стоит делать небольшим. Но если время действия пароля сделать слишком маленьким, то в случае небольшой рассинхронизации клиент не сможет получить доступ.

Также существует уязвимость связанная с синхронизацией таймеров сервера и клиента, так как существует риск рассинхронизации информации о времени на сервере и в программном и/или аппаратном обеспечении пользователя. Поскольку TOTP использует в качестве параметра время, то при не совпадении значений все попытки пользователя на аутентификацию завершатся неудачей. В этом случае ложный допуск чужого также будет невозможен. Стоит отметить что вероятность такой ситуации крайне мала.