为效率而生:开源Mac版Google Authenticator认证客户端GoldenPassport

最近运维同学为了提高安全性，用Google Authenticator对服务器加了双重认证，此后登录服务器需要先输入动态密码，在输入服务器密码。Google Authenticator相当于软token，对他不了解的同学可以看下这篇文章：谷歌验证 (Google Authenticator) 的实现原理是什么？。

运维同学的出发点是好的，但是我原来写的各种自动登录服务器的脚本统统失效了。蛋疼的是我现在登录服务器的流程变成了：

1. 掏手机（我的是iPhone）
2. 解锁，碰上指纹解锁失败的情况还需要输入密码解锁
3. 打开Authenticator客户端，等待Verification Code更新大概1s
4. 记住Verification Code，然后到Mac端输入
5. 输入服务器密码，登录...

原本我只执行自己搞的一个命令就完事了，由于我经常需要登录各种不同的服务器，这种方式对工作效率的影响是可想而知的。

目前Google官方的客户端只有Android和iOS的，于是开始找找看有没有针对PC，发现有个针对Windows系统的WinAuth支持Google Authenticator，我无论工作、在家基本都用Mac，所以这个WinAuth我是没法用了，后来在GitHub上找到一个MacAuthenticator的工具，下载下来试用了一下基本能用，至少Mac端可以得到Verification Code不需要依赖手机了，但是依然解决不了效率问题，而且那个工具居然没法退出...

没个顺手的工具，看来还得我亲手开发个了，于是简单了设计了下我需要的功能：

1. 支持从二维码中直接识别Authentication Code，也就是otpauth协议中的那个secret
2. 支持Authentication Code管理，保存、添加、删除这些基本功能得有
3. 能够非常方便的得到我想要的Verification Code

• 不需要手抄验证码，点击自动复制
• 支持全局快捷键直接填充验证码，不需要麻烦的点鼠标（我工作用触摸板，不用鼠标，比较依赖键盘）
• 支持在shell脚本中获取验证码（只有这样，才能让我以前写的自动化工具正常工作）

技术调研

GitHub上已经有个MacAuthenticator开源项目了（基于OC的），所以技术实现上应该没什么障碍。

语言方面，因为14年的时候参与过《The Swift Programming Language》翻译（现在已经成为苹果官方指定的中文版本了），但是还从来没用过Swift，所以决定采用Swift开发，就当学习了。

otp协议方面，Google开源了其算法：google-authenticator，刚好也有个iOS版本的，是基于OC的，不过给Swift调用没啥问题，所以核心协议的处理直接拿来用就可以了。

如何将生成的Verification Code给其他应用调用？想来想去还是基于HTTP的调用起来比较简单，所以还需要实现一个内嵌的HTTP服务器，到cocoapods上找了下，发现Swifter比较适合。

macOS上的Application我确实是第一次接触，不过在Windows平台上开发过不少桌面类的应用，这块边学边做感觉问题不大（实际做的时候发现各种踩坑），在网上找了些快速入门的资料，发现一个非常棒的资料推荐一下：WeatherBar

最终成果

GoldenPassport已经放到GitHub上了，项目主页有一个简单的使用说明，我这里就不介绍具体功能了，基本照着我的需求实现的。

几乎所有功能都在这个菜单里搞定了：

从二维码中识别OTP地址，没有二维码，自己手动输入也可以：

和Shell脚本集成，全靠这个HTTP接口啦：

# you can get the url from `http://localhost:17304/`
code=$(curl 'http://localhost:17304/code/test@stanzhai.site')
# ues the verification code
echo $code

技术点

开发过程中，踩了很多坑，遇到不少难点（主要是可参考的资料少），我这里简单的梳理下，对源码感兴趣的同学，直接去GitHub上Fork吧。

基于Google的OTP库生成Verification Code

let data = OTPAuthURL.base32Decode(otpData.secret)
let gen = TOTPGenerator(secret: data,
                        algorithm: TOTPGenerator.defaultAlgorithm(),
                        digits: TOTPGenerator.defaultDigits(),
                        period: TOTPGenerator.defaultPeriod())
let code = gen?.generateOTP(for: Date())  // 这个code就是最终的结果啦

状态栏图标不清晰的问题

如果你的statusIcon是个18*18的png，参照网上的例子去弄的话，你会发现状态栏图标相当模糊，远不如系统自带的清晰，如果你用的png是个比较大的图片，你会发现状态栏中根本显示不下，解决这个问题的关键点是需要指定图片的大小。

statusIcon = NSImage(named: "statusIcon")  // 48 * 48的大小就可以了
statusIcon.size = NSMakeSize(20, 20)  // 这是保证高清又能正常显示的关键

给状态栏按钮绑定事件

获取到系统状态栏按钮对象后，我需要绑定下点击事件，来显示菜单，折腾了许久才搞定，主要卡在action这个地方，网上关于这方面的资料是相当少，在Swift3中，我们创建一个Selector的正确姿势是#selector(方法名)同时必须指定statusItem.target = self才行。

statusItem = NSStatusBar.system().statusItem(withLength: NSSquareStatusItemLength)
statusItem.target = self
statusItem.action = #selector(openMenu)

绑定全局快捷键

这方面的资料真的好少~

let opts = NSDictionary(object: kCFBooleanTrue, forKey: kAXTrustedCheckOptionPrompt.takeUnretainedValue() as NSString) as CFDictionary
guard AXIsProcessTrustedWithOptions(opts) == true else { return }
monitor = NSEvent.addGlobalMonitorForEvents(matching: .keyDown, handler: self.handleKeydownEvent)

窗口默认居中显示

httpPortConfigWindow.showWindow(nil)
httpPortConfigWindow.window?.makeKeyAndOrderFront(nil)
httpPortConfigWindow.window?.center()
NSApp.activate(ignoringOtherApps: true)

不同组件间消息交互

Foundation库为我们提供了一个基于观察者模式的NotificationCenter，用起来相当方便。

// 组件A监听消息
let notificationCenter = NotificationCenter.default
notificationCenter.addObserver(self,
                               selector: #selector(verifyCodeAdded),
                               name: NSNotification.Name(rawValue: "VerifyKeyAdded"),
                               object: nil)
// 组件B发送消息
let notificationCenter = NotificationCenter.default
notificationCenter.post(name: NSNotification.Name(rawValue: "VerifyKeyAdded"), object: nil)

复制内容到剪贴板

let pasteboard = NSPasteboard.general()
pasteboard.clearContents()
pasteboard.setString(codeInfo.value, forType: NSStringPboardType)

调用系统打开窗口，只允许选择图片类型

let openPanel = NSOpenPanel()
openPanel.allowedFileTypes = NSImage.imageTypes()

从文件中识别二维码

网上大部分都是iOS扫二维码的示例，OSX下从文件中识别的方法，摸索了好一阵子才实现。

let ciImage = CIImage(contentsOf: openPanel.url!)
let detector = CIDetector(ofType: CIDetectorTypeQRCode, context: nil, options: [CIDetectorAccuracy: CIDetectorAccuracyLow])
let results = detector?.features(in: ciImage!)
if (results?.count)! > 0 {
    let qrFeature = results?.last as! CIQRCodeFeature
    let data = qrFeature.messageString   // 识别后的数据
    ...
}

收获

GoldenPassport是我开发的第一个macOS Application，对桌面应用的开发流程算是清楚了，搞个窗口类的应用已无大碍。和Windows的桌面应用开发体验相比，感觉OSX的还是差了不少，这也跟自己不熟悉OSX有关吧。

踩了不少Swift语法的坑，现在用的是Swift3，网上找的一些资料不一定是针对Swift3的代码，拿过来不一定用，Swift的这种兼容性问题还是挺让人讨厌的。Swift4也快要出来了，依然有兼容性问题。

由于对Cocoa框架不熟悉，不少NSXXX的API不知道咋用，另外NS的不少API在Swift下用法变掉了，多亏了GitHub，通过GitHub的代码搜索功能，可以找到很多别人项目里的示例代码，在结合Swift的语法，开发过程中碰到的一些功能性问题基本都能解决。

熟悉了Xcode的项目依赖管理工具：cocoapods和Swift Package Manager，对于子子孙孙无穷尽也的项目依赖，熟悉下项目依赖管理工具还是非常有必要的。在GoldenPassport项目因为Swift Package Manager不支持混合语言的项目依赖管理，所以就用了cocoapods来管理项目依赖了。

GoldenPassport的核心功能是我利用周末整整2天多时间折腾出来的，有种参加黑马的感觉，逼着自己做自己不熟悉的东西，现学现做，看看短时间内到底能做成什么样，搞完那一刻成就感满满。

结语

源码地址：GoldenPassport，欢迎Star。

编译好的工具可以到GitHub的releases中下载，如果这个工具能帮助到其他人，那就再好不过了。

引入Google Authenticator，导致效率变差的问题得以完美解决，我原来的自动化脚本也能正常使用了，这个项目算是告一段了。回过神，该继续研究大数据的东西去了 )逃...