Перейти к содержанию

Time-based One-time Password Algorithm

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

TOTP (Time-based One-Time Password Algorithm, RFC 6238[1]) — 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[2]. 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[англ.]) 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)[2][3].

Дальнейшая работа OATH шла на улучшение HOTP и в 2008 году был представлен TOTP[4]. 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[5]. Он может быть реализован не только на хеш-функции SHA-1, в отличие от HOTP, поэтому хеш-функция также является входным параметром[2].

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[2].

Принцип работы

По сути, TOTP является вариантом HOTP алгоритма, в котором в качестве значения счетчика подставляется величина, зависящая от времени[1]. Обозначим:

  • [math]\displaystyle{ T }[/math] — дискретное значение времени, используемое в качестве параметра. (Измеряется в единицах [math]\displaystyle{ X }[/math], 8 байтов)
  • [math]\displaystyle{ X }[/math] — интервал времени, в течение которого действителен пароль. (По умолчанию 30 сек.)
  • [math]\displaystyle{ T_0 }[/math] — начальное время, необходимое для синхронизации сторон. (По умолчанию — время от начала UNIX эры)
  • [math]\displaystyle{ K }[/math] — разделяемый секрет.
  • [math]\displaystyle{ Current Time }[/math] — текущее время.

Тогда[1][6]

[math]\displaystyle{ T = (Current Time - T_0)/X }[/math]
[math]\displaystyle{ \operatorname{HOTP}(K,T)=Truncate(\operatorname{HMAC-SHA-1}(K,T)) }[/math]
[math]\displaystyle{ \operatorname{TOTP} = \operatorname{HOTP}(K, T) }[/math]

где

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][6]

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:

  • [math]\displaystyle{ \operatorname{TOTP}(K,T)=Truncate(\operatorname{HMAC-SHA-256}(K,T)) }[/math]
  • [math]\displaystyle{ \operatorname{TOTP}(K,T)=Truncate(\operatorname{HMAC-SHA-512}(K,T)) }[/math]

и т. д.[1]

Надежность алгоритма

Концепция одноразовых паролей вкупе с современными криптографическими методами может использоваться для реализации надежных систем удаленной аутентификации[5]. 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 [math]\displaystyle{ X }[/math], то ему удастся получить доступ. Именно поэтому [math]\displaystyle{ X }[/math] стоит делать небольшим. Но если время действия пароля сделать слишком маленьким, то в случае небольшой рассинхронизации клиент не сможет получить доступ[5].

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[5].

См. также

Примечания

  1. ↑ Перейти обратно: 1,0 1,1 1,2 1,3 M'Raïhi, Machani, Pei et al., 2011.
  2. ↑ Перейти обратно: 2,0 2,1 2,2 2,3 Nathan Willis, 2010.
  3. ↑ Vaidya, Park, Rodrigue, 2009.
  4. ↑ OATH Submits TOTP: Time-Based One Time Password Specification to IETF.
  5. ↑ Перейти обратно: 5,0 5,1 5,2 5,3 Давлетханов, 2006.
  6. ↑ Перейти обратно: 6,0 6,1 M'Raïhi, Bellare, Hoornaert et al., 2005.

Источники

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Time-based_One-time_Password_Algorithm&oldid=5857025