【加解密】动态令牌-(OTP,HOTP,TOTP)-基本原理

Fri, 11 Jul 2025 07:56:31 +0000

名词解释和基本介绍

OTP 是 One-Time Password的简写，表示一次性密码。

HOTP 是HMAC-based One-Time Password的简写，表示基于HMAC算法加密的一次性密码。

是事件同步，通过某一特定的事件次序及相同的种子值作为输入，通过HASH算法运算出一致的密码。

TOTP 是Time-based One-Time Password的简写，表示基于时间戳算法的一次性密码。

是时间同步，基于客户端的动态口令和动态口令验证服务器的时间比对，一般每60秒产生一个新口令，要求客户端和服务器能够十分精确的保持正确的时钟，客户端和服务端基于时间计算的动态口令才能一致。　　

原理介绍

OTP基本原理

计算OTP串的公式

OTP(K,C) = Truncate(HMAC-SHA-1(K,C))

其中，

K表示秘钥串；

C是一个数字，表示随机数；

HMAC-SHA-1表示使用SHA-1做HMAC；

Truncate是一个函数，就是怎么截取加密后的串，并取加密后串的哪些字段组成一个数字。

对HMAC-SHA-1方式加密来说，Truncate实现如下。

HMAC-SHA-1加密后的长度得到一个20字节的密串；
取这个20字节的密串的最后一个字节，取这字节的低4位，作为截取加密串的下标偏移量；
按照下标偏移量开始，获取4个字节，按照大端方式组成一个整数；
截取这个整数的后6位或者8位转成字符串返回。

Java代码实现

public static String generateOTP(String K,
 String C,
 String returnDigits,
 String crypto){
 int codeDigits = Integer.decode(returnDigits).intValue();
 String result = null;

 // K是密码
 // C是产生的随机数
 // crypto是加密算法 HMAC-SHA-1
 byte[] hash = hmac_sha(crypto, K, C);
 // hash为20字节的字符串

 // put selected bytes into result int
 // 获取hash最后一个字节的低4位，作为选择结果的开始下标偏移
 int offset = hash[hash.length - 1] & 0xf;

 // 获取4个字节组成一个整数，其中第一个字节最高位为符号位，不获取，使用0x7f
 int binary =
 ((hash[offset] & 0x7f) << 24) |
 ((hash[offset + 1] & 0xff) << 16) |
 ((hash[offset + 2] & 0xff) << 8) |
 (hash[offset + 3] & 0xff);
 // 获取这个整数的后6位（可以根据需要取后8位）
 int otp = binary % 1000000;
 // 将数字转成字符串，不够6位前面补0
 result = Integer.toString(otp);
 while (result.length() < codeDigits) {
 result = "0" + result;
 }
 return result;
 }

返回的结果就是看到一个数字的动态密码。