Google Authenticator(谷歌身份验证器)

什么是认证器？怎么对接？

Google Authenticator(谷歌身份验证器)是谷歌推出的一个动态密令工具，它有两种密令模式。分别是“TOTP 基于时间”、“HOTP 基于计数器”，通过手机上简单的设置就可以设定自己独一的动态密令，那么我们怎么将我们的程序和认证器进行对接呢？其实谷歌认证器并不是需要我们对接这个工具的API而是通过算法来决定，谷歌使用使用HMAC算法生成密令，通过基于次数或者基于时间两个模板进行计算，因此在程序中只需要使用相同的算法即可与之匹配。

TOTP 基于时间

HMAC算法使用固定为HmacSHA1
更新时长固定为30秒
APP端输入数据维度只有两个：账户名称（自己随意填写方便自己查看）和base32格式的key

HOTP 基于计数器

基于计数器模式是根据一个共享秘钥K和一个C计数器进行算法计算

认证器安装

手机需要安装认证器：

Android版：安卓版下载
IOS版：苹果版下载

1、Base32.cs

using System;namespace GoogleAuthorization
{public static class Base32{public static byte[] ToBytes(string input){if (string.IsNullOrEmpty(input)){throw new ArgumentNullException("input");}input = input.TrimEnd('='); int byteCount = input.Length * 5 / 8; byte[] returnArray = new byte[byteCount];byte curByte = 0, bitsRemaining = 8;int mask = 0, arrayIndex = 0;foreach (char c in input){int cValue = CharToValue(c);if (bitsRemaining > 5){mask = cValue << (bitsRemaining - 5);curByte = (byte)(curByte | mask);bitsRemaining -= 5;}else{mask = cValue >> (5 - bitsRemaining);curByte = (byte)(curByte | mask);returnArray[arrayIndex++] = curByte;curByte = (byte)(cValue << (3 + bitsRemaining));bitsRemaining += 3;}}if (arrayIndex != byteCount){returnArray[arrayIndex] = curByte;}return returnArray;}public static string ToString(byte[] input){if (input == null || input.Length == 0){throw new ArgumentNullException("input");}int charCount = (int)Math.Ceiling(input.Length / 5d) * 8;char[] returnArray = new char[charCount];byte nextChar = 0, bitsRemaining = 5;int arrayIndex = 0;foreach (byte b in input){nextChar = (byte)(nextChar | (b >> (8 - bitsRemaining)));returnArray[arrayIndex++] = ValueToChar(nextChar);if (bitsRemaining < 4){nextChar = (byte)((b >> (3 - bitsRemaining)) & 31);returnArray[arrayIndex++] = ValueToChar(nextChar);bitsRemaining += 5;}bitsRemaining -= 3;nextChar = (byte)((b << bitsRemaining) & 31);}if (arrayIndex != charCount){returnArray[arrayIndex++] = ValueToChar(nextChar);while (arrayIndex != charCount) returnArray[arrayIndex++] = '='; }return new string(returnArray);}private static int CharToValue(char c){var value = (int)c;if (value < 91 && value > 64){return value - 65;}if (value < 56 && value > 49){return value - 24;}if (value < 123 && value > 96){return value - 97;}throw new ArgumentException("Character is not a Base32 character.", "c");}private static char ValueToChar(byte b){if (b < 26){return (char)(b + 65);}if (b < 32){return (char)(b + 24);}throw new ArgumentException("Byte is not a value Base32 value.", "b");}}
}

2、GoogleAuthenticator.cs

using GoogleAuthorization;
using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;namespace GoogleAuthenticator
{public class GoogleAuthenticator{/// <summary>/// 初始化验证码生成规则/// </summary>/// <param name="key">秘钥(手机使用Base32码)</param>/// <param name="duration">验证码间隔多久刷新一次（默认30秒和google同步）</param>public GoogleAuthenticator(string key){this.SERECT_KEY = key;this.SERECT_KEY_MOBILE = Base32.ToString(Encoding.UTF8.GetBytes(key));this.DURATION_TIME = 30;}/// <summary>/// 初始化验证码生成规则/// </summary>/// <param name="key">秘钥(手机使用Base32码)</param>/// <param name="duration">验证码间隔多久刷新一次（默认30秒和google同步）</param>public GoogleAuthenticator(long duration = 30, string key = "test"){this.SERECT_KEY = key;this.SERECT_KEY_MOBILE = Base32.ToString(Encoding.UTF8.GetBytes(key));this.DURATION_TIME = duration;}/// <summary>/// 间隔时间/// </summary>private long DURATION_TIME { get; set; }/// <summary>/// 迭代次数/// </summary>private long COUNTER{get{return (long)(DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalSeconds / DURATION_TIME;}}/// <summary>/// 秘钥/// </summary>private string SERECT_KEY { get; set; }/// <summary>/// 手机端输入的秘钥/// </summary>private string SERECT_KEY_MOBILE { get; set; }/// <summary>/// 到期秒数/// </summary>public long EXPIRE_SECONDS{get{return (DURATION_TIME - (long)(DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalSeconds % DURATION_TIME);}}/// <summary>/// 获取手机端秘钥/// </summary>/// <returns></returns>public string GetMobilePhoneKey(){if (SERECT_KEY_MOBILE == null)throw new ArgumentNullException("SERECT_KEY_MOBILE");return SERECT_KEY_MOBILE;}/// <summary>/// 生成认证码/// </summary>/// <returns>返回验证码</returns>public string GenerateCode(){return GenerateHashedCode(SERECT_KEY, COUNTER);}/// <summary>/// 按照次数生成哈希编码/// </summary>/// <param name="secret">秘钥</param>/// <param name="iterationNumber">迭代次数</param>/// <param name="digits">生成位数</param>/// <returns>返回验证码</returns>private string GenerateHashedCode(string secret, long iterationNumber, int digits = 6){byte[] counter = BitConverter.GetBytes(iterationNumber);if (BitConverter.IsLittleEndian)Array.Reverse(counter);byte[] key = Encoding.ASCII.GetBytes(secret);HMACSHA1 hmac = new HMACSHA1(key, true);byte[] hash = hmac.ComputeHash(counter);int offset = hash[hash.Length - 1] & 0xf;int binary =((hash[offset] & 0x7f) << 24)| ((hash[offset + 1] & 0xff) << 16)| ((hash[offset + 2] & 0xff) << 8)| (hash[offset + 3] & 0xff);int password = binary % (int)Math.Pow(10, digits); // 6 digitsreturn password.ToString(new string('0', digits));}}
}

3、使用方法

 string user_Code = Request["Google_Code"].ToString();string google_key = Common.PDDCommon.GetCode_GoogleAuthenticator(phone);if (string.IsNullOrEmpty(googleCode) || google_key.ToUpper() != googleCode.ToUpper()){json = SerializerJson.SuccessFlagToJson(0, "谷歌验证码不正确！");Response.Clear();Response.Write(json);Response.End();}

案例地址：

git:https://github.com/CN-Yi/GoogleAuthenticator

gitee:https://gitee.com/hsyi/GoogleAuthenticator

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