谷歌验证码(MFA)Java代码


import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Base32;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

/**
 * @author MiHai
 * 2018年7月14日 上午1:48:53
 * @Desc  google身份验证器,java服务端实现
 */
public class GoogleAuthenticator {

	// 生成的key长度( Generate secret key length)10/20/30 太长会影响效率
	public static final int SECRET_SIZE = 20;

	public static final String SEED = "g8GjEvTbW5oVSV7avL47357438reyhreyuryetredLDVKs2m0QN7vxRs2im5MDaNCWGmcD2rvcZx";
	// Java实现随机数算法
	public static final String RANDOM_NUMBER_ALGORITHM = "SHA1PRNG";
	// 最多可偏移的时间
	int window_size = 3; // default 3 - max 17

	/**
	 * set the windows size. This is an integer value representing the number of
	 * 30 second windows we allow The bigger the window, the more tolerant of
	 * clock skew we are.
	 * 
	 * @param s
	 *            window size - must be >=1 and <=17. Other values are ignored
	 */
	public void setWindowSize(int s) {
		if (s >= 1 && s <= 17)
			window_size = s;
	}

	/**
	 * Generate a random secret key. This must be saved by the server and
	 * associated with the users account to verify the code displayed by Google
	 * Authenticator. The user must register this secret on their device.
	 * 生成一个随机秘钥
	 * 
	 * @return secret key
	 */
	public static String generateSecretKey() {
		SecureRandom sr = null;
		try {
			sr = SecureRandom.getInstance(RANDOM_NUMBER_ALGORITHM);
			sr.setSeed(Base64.decodeBase64(SEED));
			byte[] buffer = sr.generateSeed(SECRET_SIZE);
			Base32 codec = new Base32();
			byte[] bEncodedKey = codec.encode(buffer);
			String encodedKey = new String(bEncodedKey);
			return encodedKey;
		} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
			// should never occur... configuration error
		}
		return null;
	}

	/**
	 * Return a URL that generates and displays a QR barcode. The user scans
	 * this bar code with the Google Authenticator application on their
	 * smartphone to register the auth code. They can also manually enter the
	 * secret if desired
	 * 
	 * @param user
	 *            user id (e.g. fflinstone)
	 * @param host
	 *            host or system that the code is for (e.g. myapp.com)
	 * @param secret
	 *            the secret that was previously generated for this user
	 * @return the URL for the QR code to scan
	 */
	public static String getQRBarcodeURL(String user, String host, String secret) {
		String format = "http://www.google.com/chart?chs=200x200&chld=M%%7C0&cht=qr&chl=otpauth://totp/%s@%s?secret=%s";
		return String.format(format, user, host, secret);
	}

	/**
	 * 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。
	 * 
	 * @param user
	 *            账号
	 * @param secret
	 *            密钥
	 * @return
	 */
	public static String getQRBarcode(String user, String secret) {
		String format = "otpauth://totp/%s?secret=%s";
		return String.format(format, user, secret);
	}

	/**
	 * Check the code entered by the user to see if it is valid 验证code是否合法
	 * 
	 * @param secret
	 *            The users secret.
	 * @param code
	 *            The code displayed on the users device
	 * @param t
	 *            The time in msec (System.currentTimeMillis() for example)
	 * @return
	 */
	public boolean check_code(String secret, long code, long timeMsec) {
		Base32 codec = new Base32();
		byte[] decodedKey = codec.decode(secret);
		// convert unix msec time into a 30 second "window"
		// this is per the TOTP spec (see the RFC for details)
		long t = (timeMsec / 1000L) / 30L;
		// Window is used to check codes generated in the near past.
		// You can use this value to tune how far you're willing to go.
		for (int i = -window_size; i <= window_size; ++i) {
			long hash;
			try {
				hash = verify_code(decodedKey, t + i);
			} catch (Exception e) {
				// Yes, this is bad form - but
				// the exceptions thrown would be rare and a static
				// configuration problem
				e.printStackTrace();
				throw new RuntimeException(e.getMessage());
				// return false;
			}
			if (hash == code) {
				return true;
			}
		}
		// The validation code is invalid.
		return false;
	}

	private static int verify_code(byte[] key, long t) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {
		byte[] data = new byte[8];
		long value = t;
		for (int i = 8; i-- > 0; value >>>= 8) {
			data[i] = (byte) value;
		}
		SecretKeySpec signKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA1");
		Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA1");
		mac.init(signKey);
		byte[] hash = mac.doFinal(data);
		int offset = hash[20 - 1] & 0xF;
		// We're using a long because Java hasn't got unsigned int.
		long truncatedHash = 0;
		for (int i = 0; i < 4; ++i) {
			truncatedHash <<= 8;
			// We are dealing with signed bytes:
			// we just keep the first byte.
			truncatedHash |= (hash[offset + i] & 0xFF);
		}
		truncatedHash &= 0x7FFFFFFF;
		truncatedHash %= 1000000;
		return (int) truncatedHash;
	}
}
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author MiHai
 * 2018年7月14日 上午1:48:24
 * @Desc  身份认证工具类
 */
public class GoogleAuthUtil {
	
	private static final GoogleAuthenticator ga = new GoogleAuthenticator();

	public static Map<String,String> genAuthQrCode(String account) {// 生成密钥
		String secret = GoogleAuthenticator.generateSecretKey();
		
		// 把这个qrcode生成二维码,用google身份验证器扫描二维码就能添加成功
		String qrcode = GoogleAuthenticator.getQRBarcode(account, secret);
		
		Map<String,String> map = new HashMap<String,String>() ;
		map.put("qrcode", qrcode) ;
		map.put("secret", secret) ;
		map.put("account", account) ;
		//将account--secret 以键值对形式保存到数据库中
		
		System.out.println("qrcode:" + qrcode + ",secret:" + secret);
		return map ;
	}

	/**
	 * 对app的随机生成的code,输入并验证
	 * 根据account在数据库中将secret取出来
	 */
	public static boolean verify(String account ,String secret , String scode) {
		long code = Long.parseLong(scode);
		long t = System.currentTimeMillis();
		
		ga.setWindowSize(2);//设置允许延迟时间   n * 30 秒   即(n+1)*30秒内有效
		boolean r = ga.check_code(secret, code, t);
		System.out.println("检查code是否正确?" + r);
		
		return r ;
	}
}



测试:

package com.meihaocloud.common.googlecode.authenticator;

/**
 * @author MiHai
 * 2018年7月14日 上午1:49:09
 * @Desc  身份认证测试
 */
public class AuthTest {
	// 当测试authTest时候,把genSecretTest生成的secret值赋值给它
	private static String secret = "5KOR4KQEYXVZSRZ4";

	//@Test
	public void genSecretTest() {// 生成密钥
		secret = GoogleAuthenticator.generateSecretKey();
		// 把这个qrcode生成二维码,用google身份验证器扫描二维码就能添加成功
		String qrcode = GoogleAuthenticator.getQRBarcode("123123", secret);
		System.out.println("qrcode:" + qrcode + ",key:" + secret);
	}

	/**
	 * 对app的随机生成的code,输入并验证
	 */
	//@Test
	public void verifyTest() {
		long code = 445201;//350449		334656
		long t = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(t);
		GoogleAuthenticator ga = new GoogleAuthenticator();
		ga.setWindowSize(1); //设置允许延迟时间
		boolean r = ga.check_code(secret, code, t);
		System.out.println("检查code是否正确?" + r);
	}
}





java MFA 谷歌验证码

2020.11.18 21:06

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