使用 JavaScript 生成 OTP

在身份验证和安全领域中，OTP（一次性密码，One-Time Password）是一种常见的机制。它是一种只能使用一次的密码，通过算法动态生成，以提高安全性。本文将介绍如何使用 JavaScript 生成 OTP。

什么是 OTP？

OTP 是一种通过动态生成的一次性密码实现身份验证的机制。它的作用是为每个用户提供独立的密码，对于有特殊需求的用户，还可以根据时间戳或者事务 ID 这样的额外因素生成 OTP。

OTP 是通过一些算法生成的。互联网上有很多不同的 OTP 算法，每种算法都有自己的优势和用处。本文将介绍最常见的 HOTP 和 TOTP 算法。

HOTP

HOTP（基于 HMAC 的一次性密码算法，HMAC-based One-Time Password）是使用 HMAC 算法生成 OTP 的一种算法。HOTP 的工作方式是基于一个递增的数字（计数器），通过将计数器和密钥作为输入，生成一个 HMAC 哈希值，再将哈希值转换为 OTP。

以下是使用 JavaScript 实现 HOTP 算法的代码：

function hotp(key, counter, digits) {
    const crypto = require('crypto');
    const hmac = crypto.createHmac('sha1', key);
    const counterBuffer = Buffer.alloc(8);
    counterBuffer.writeBigInt64BE(BigInt(counter));
    hmac.update(counterBuffer);
    const hmacDigest = hmac.digest();
    const offset = hmacDigest[hmacDigest.length - 1] & 0xf;
    const binary =
        ((hmacDigest[offset] & 0x7f) << 24) |
        ((hmacDigest[offset + 1] & 0xff) << 16) |
        ((hmacDigest[offset + 2] & 0xff) << 8) |
        ((hmacDigest[offset + 3] & 0xff) << 0);
    const otp = binary % (10 ** digits);
    return otp.toString().padStart(digits, '0');
}

上述代码实现了 HOTP 算法，将其保存到一个名为 hotp.js 的文件中。调用函数的方式为：

const hotp = require('./hotp');
const key = '这里是你的密钥';
const counter = 12345; // 这里是计数器，可以是任何整数。
const digits = 6; // 生成OTP的位数。
const otp = hotp(key, counter, digits);
console.log(otp); // 输出随机生成的 OTP。

TOTP

TOTP（基于时间的一次性密码算法，Time-based One-Time Password）是一种根据时间戳动态生成 OTP 的算法。与 HOTP 不同，TOTP 算法是在计算 OTP 时使用时间戳，而不是计数器。

以下是使用 JavaScript 实现 TOTP 算法的代码：

function totp(key, digits, windowSize) {
    const crypto = require('crypto');
    const window = Math.floor(Date.now() / 30000);
    const buffer = Buffer.alloc(8);
    buffer.writeBigInt64BE(BigInt(window));
    const hmac = crypto.createHmac('sha1', key);
    hmac.update(buffer);
    const hmacDigest = hmac.digest();
    const offset = hmacDigest[hmacDigest.length - 1] & 0xf;
    const binary =
        ((hmacDigest[offset] & 0x7f) << 24) |
        ((hmacDigest[offset + 1] & 0xff) << 16) |
        ((hmacDigest[offset + 2] & 0xff) << 8) |
        ((hmacDigest[offset + 3] & 0xff) << 0);
    const otp = binary % (10 ** digits);
    return otp.toString().padStart(digits, '0');
}

上述代码实现了 TOTP 算法，将其保存到一个名为 totp.js 的文件中。调用函数的方式为：

const totp = require('./totp');
const key = '这里是你的密钥';
const digits = 6; // 生成OTP的位数。
const windowSize = 1; // 时间窗口大小，表示随时间变化的窗口大小，以秒为单位。
const otp = totp(key, digits, windowSize);
console.log(otp); // 输出随机生成的 OTP。

总结

本文介绍了如何使用 JavaScript 生成 OTP，其中涉及到了 HOTP 和 TOTP 算法的实现。在实际应用中，可以根据实际需求选择不同的算法。