接入Google认证Google Authenticator

介绍

既然来看该文章就应该知道Google的两步认证是干什么的，如果需要APP（Google Authenticator）的可以私信我。

验证原理讲解：

为每个用户在注册之前生成32位随机码（该码一般会存入数据库）。

调用API传入32位随机码，生成正确的6位验证码，每隔1分种会变化。

根据用户输入的6位验证码和正确的6位验证码做匹配，相同则登陆成功，不同则验证码时间失效或错误。

用户绑定讲解：

调用API生成32位随机码。。

调用API生成二维码QR字符串，需要传入用户信息（比如邮箱，昵称等），标题，以及生成的32位随机码。

调用API将二维码QR字符串转化为图片后以Base64的方式展现到前端页面上。

用户使用APP（Google Authenticator）扫码添加后，点击确认绑定，即可看到6位验证码。

后端根据API生成的32位随机码，用户信息（用来确定数据库中用户记录），以及输入6位验证码，通过API传入32位随机码验证，当其与输入的验证码相同时，则绑定成功，把32位随机码持久化与用户绑定。

准备工作

导入一下Maven依赖

<dependency>
    <groupId>commons-codec</groupId>
    <artifactId>commons-codec</artifactId>
    <version>1.10</version>
</dependency>

导入工具类GoogleAuthenticatorUtils

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import org.apache.commons.codec.binary.Base32;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
 
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
 
/**
 * @ProjectName: cdkj-framework
 * @Package: com.cdkjframework.util.tool
 * @ClassName: GoogleAuthenticatorUtils
 * @Description: 身份验证
 * @Author: xiaLin
 * @Date: 2023/4/3 15:16
 * @Version: 1.0
 */
public class GoogleAuthenticatorUtils {
 
  /**
   * 生成的key长度( Generate secret key length)
   */
  public static final int SECRET_SIZE = 10;
 
  /**
   * SEED 值
   */
  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
   * // default 3 - max 17
   */
  private int window_size = 3;
 
  /**
   * 设置窗口大小。这是一个整数值，表示
   * 我们允许30秒的窗口窗口越大
   * 时钟歪斜。
   *
   * @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;
  }
 
  /**
   * 生成一个随机密钥。这必须由服务器保存，并且
   * 与用户帐户关联，以验证谷歌显示的代码
   * 身份验证人。用户必须在其设备上注册此机密。
   * 生成一个随机秘钥
   *
   * @return 返回 secret key
   */
  public static String generateSecretKey() {
    SecureRandom random = null;
    try {
      random = SecureRandom.getInstance(RANDOM_NUMBER_ALGORITHM);
      random.setSeed(Base64.decodeBase64(SEED));
      byte[] buffer = random.generateSeed(SECRET_SIZE);
      Base32 codec = new Base32();
      byte[] bEncodedKey = codec.encode(buffer);
      String encodedKey = new String(bEncodedKey);
      return encodedKey;
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
      // 不应该发生。。。配置错误
    }
    return null;
  }
 
  /**
   * 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 返回结果
   */
  public static String getQRBarcode(String user, String secret, String issuer) {
    String format = "otpauth://totp/%s?secret=%s&issuer=%s";
    return String.format(format, user, secret, issuer);
  }
 
  /**
   * 验证code是否合法
   *
   * @param secret   用户的秘密
   * @param code     用户设备上显示的代码
   * @param timeMsec 时间（毫秒）
   * @return 返回结果
   */
  public boolean checkCode(String secret, long code, long timeMsec) {
    Base32 codec = new Base32();
    byte[] decodedKey = codec.decode(secret);
    // 将unix毫秒时间转换为30秒的“窗口”
    // 这是根据TOTP规范（有关详细信息，请参阅RFC）
    long t = (timeMsec / 1000L) / 30L;
    // 窗口用于检查最近生成的代码。
    // 您可以使用此值来调整您愿意走多远。
    for (int i = -window_size; i <= window_size; ++i) {
      long hash;
      try {
        hash = verifyCode(decodedKey, t + i);
      } catch (Exception e) {
        // 抛出的异常将是罕见的，并且是静态的
        // 配置问题
        throw new RuntimeException(e.getMessage());
      }
      if (hash == code) {
        return true;
      }
    }
    // 验证代码无效。
    return false;
  }
 
  /**
   * 验证随机码
   *
   * @param key 值
   * @param t   时间
   * @return 返回结果
   * @throws NoSuchAlgorithmException
   * @throws InvalidKeyException
   */
  private static int verifyCode(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;
    // 我们使用long是因为Java没有无符号int。
    long truncatedHash = 0;
    for (int i = 0; i < 4; ++i) {
      truncatedHash <<= 8;
      // 我们正在处理签名字节： 我们只保留第一个字节。
      truncatedHash |= (hash[offset + i] & 0xFF);
    }
    truncatedHash &= 0x7FFFFFFF;
    truncatedHash %= 1000000;
    return (int) truncatedHash;
  }
}