什么是双因素认证（2FA）？
双因素认证（2FA） 在密码之外增加了第二层验证。即使攻击者窃取了你的密码，如果没有第二因素，他们也无法登录。三种认证因素类别如下：
- 你知道的信息 — 密码、PIN、安全问题
- 你拥有的物品 — 手机、硬件令牌、智能卡
- 你的生物特征 — 指纹、面部识别、声音
大多数 2FA 实现将密码（你知道的信息）与来自移动应用的一次性代码（你拥有的物品）结合使用。
TOTP 的工作原理
TOTP（基于时间的一次性密码）在 RFC 6238 中定义。它生成一个每 30 秒变化一次的 6 位数字代码，在应用和服务器之间无需任何网络通信即可同步。
设置过程：
- 服务器生成一个随机的密钥（通常为 20 字节 / 160 位）。
- 服务器将密钥显示为二维码。
- 用户使用身份验证器应用（Google Authenticator、Authy 等）扫描二维码。
- 服务器和应用现在共享相同的密钥。
代码生成：
counter = floor(currentUnixTime / 30)
HOTP = HMAC-SHA1(secret, counter)
TOTP = HOTP truncated to 6 digits
由于双方都根据相同的计数器（当前时间 ÷ 30）和相同的密钥计算 TOTP，因此它们总是得到相同的 6 位代码——无需网络。
验证：
服务器检查提交的代码是否与当前 TOTP 匹配，通常还会检查前一个和下一个（以考虑时钟偏差和网络延迟）。有效代码被接受一次，然后失效以防止重放攻击。
HOTP：基于计数器的前身
HOTP（基于 HMAC 的一次性密码，RFC 4226）使用递增计数器而非时间。每次生成代码时计数器递增。
- 优点： 无需时钟同步，适用于硬件令牌。
- 缺点： 如果生成了代码但未使用，计数器可能不同步。
TOTP 通常更受软件身份验证器的青睐。
身份验证器应用
| 应用 | 开源 | 多设备 | 备份 |
|---|---|---|---|
| Google Authenticator | ❌ | iOS + Android | 云备份选项 |
| Authy | ❌ | 是 | 加密云备份 |
| Microsoft Authenticator | ❌ | 是 | 云备份 |
| Aegis | ✅ | Android | 加密文件备份 |
| Raivo | ✅ | iOS | iCloud 备份 |
为了最大安全性，推荐使用 Aegis（Android）和 Raivo（iOS）——两者都是开源的，并支持加密的本地/云备份。
TOTP 安全特性
抗钓鱼
TOTP 代码仅在 30 秒内有效。如果用户被诱骗在钓鱼网站上输入代码，攻击者必须在代码过期前使用它——而且只能使用一次。
防重放
由于每个代码都有时间限制且一次性使用，重放截获的代码将无效。
抗暴力破解
在 10^6 种可能的 6 位代码和 30 秒有效期内，攻击者在窗口过期前每秒只能检查 3 个代码。锁定策略进一步限制了尝试次数。
TOTP 的局限性
- SIM 卡交换 — 基于短信的 2FA 易受攻击；TOTP（基于应用）则不受影响。
- 实时钓鱼 — 高级攻击实时代理凭据，绕过 TOTP。硬件密钥（FIDO2/WebAuthn）可防止此类攻击。
- 设备丢失 — 丢失手机且没有备份代码会导致无法登录。请始终保存备份代码。
- 账户恢复 — 许多服务的账户恢复机制薄弱，完全绕过 2FA。
在应用中实现 TOTP
// 使用 'otplib' (npm)
import { authenticator } from 'otplib';
// 生成密钥（仅在用户设置时执行一次）
const secret = authenticator.generateSecret();
// 生成当前 TOTP
const token = authenticator.generate(secret);
// 验证用户提交的令牌
const isValid = authenticator.verify({ token, secret });
# 使用 'pyotp' (pip)
import pyotp
secret = pyotp.random_base32()
totp = pyotp.TOTP(secret)
token = totp.now() # 当前代码
totp.verify(token) # 返回 True
使用此工具
此 OTP 生成器接受 TOTP 密钥（Base32 编码），并显示当前代码以及倒计时器。你还可以根据密钥验证代码——这对于测试你的 TOTP 实现非常有用。
→ 尝试 OTP 生成器