一次性密码是一种安全的身份验证代码，仅能使用一次，且有效期较短，用于在过期前验证用户身份，从而消除了在多个账户中重复使用密码的风险。
核心要点
多层保护：作为多因素认证（MFA）的一部分，一次性密码通过要求在标准登录凭证之外再提供一个唯一的临时代码，能够增强安全性。
时效性安全：大多数实现方式采用基于时间的算法（TOTP），生成的代码有效期仅为 30-60 秒，减少了潜在攻击的窗口期。
现代认证格局：虽然认证器应用是当前一次性密码交付的标准方式，但各组织正越来越多地采用 WebAuthn 和密钥来增强安全性。
实施灵活性：一次性密码的交付方式包括硬件令牌、移动应用和基于浏览器的解决方案，在安全要求和用户体验（UX）之间取得平衡。
短信漏洞：通过短信发送的一次性密码容易受到 SIM 卡 swapping、钓鱼攻击和网络级拦截的影响。
了解动态认证的力量
一次性密码（OTP）是动态生成的一串字符或数字，用于在单次登录尝试或交易中验证用户身份。系统使用复杂的算法生成一次性密码，这些算法会考虑各种安全因素，如基于时间的数据、设备指纹或交易上下文。从大型组织中的企业级一次性密码部署到远程员工安全的一次性密码应用，一次性密码提供了灵活的实施选项。
一次性密码是双因素认证（2FA/MFA）中广泛使用的组成部分，在传统密码之外提供了额外的安全层。组织通常在无密码认证流程中以及在自适应认证系统中使用它们，自适应认证系统会根据风险级别调整安全要求。
认证系统通常依赖三个独立的因素：
知识：用户知道的信息（密码、个人识别码）
Possession：用户拥有的东西（认证器应用、FIDO2 安全密钥、移动设备，包括一次性密码）
生物特征：用户的独特特征（指纹、面部识别、行为模式、持续认证信号）
安全团队通常通过令牌和推送通知分发一次性密码，以利用现有的用户设备。
一次性密码认证如何工作？
一次性密码认证过程生成一次性密码，并使用一次性密码应用和认证服务器之间的共享密钥来验证它们。有些系统可能还会使用通过电子邮件发送的秘密链接作为替代交付方式。
基于时间的一次性密码（TOTP）
TOTP 是最广泛使用的一次性密码类型，其功能类似于设备和认证服务器之间的同步数字锁。基于时间的一次性密码具有以下特点：
共享密钥：设备和服务器维护一个共享的加密密钥
时间同步：双方使用精确的时间戳
算法处理：系统应用 SHA-1 或 SHA-256 哈希函数来组合密钥和当前时间
代码生成：生成一个临时（通常为 6 位）代码
验证窗口：代码的有效期为 30-60 秒，服务器通常会接受相邻时间窗口的代码，以应对轻微的时钟同步问题
基于 HMAC 的一次性密码（HOTP）
虽然在现代实现中 HOTP 不如 TOTP 常见，但 HOTP 使用递增计数器而不是时间。基于 HMAC 的一次性密码具有以下特点：
共享密钥：设备和服务器维护一个共享的加密密钥
计数器同步：双方跟踪一个递增的计数器值
算法处理：系统应用 HMAC-SHA-1 哈希函数来组合密钥和计数器
代码生成：生成一个临时（通常为 6 位）代码
前瞻窗口：服务器维护一个窗口来处理遗漏的代码并防止同步问题
一次性密码示例：
银行和金融交易：网上银行登录、电汇、支付验证、交易批准
企业安全和 VPN 访问：远程访问系统、VPN、特权账户、内部网络
电子商务和在线支付：结账验证、无卡交易、数字钱包、SCA 合规性
账户恢复和密码重置：密码恢复、账户验证、身份确认
政府和公民服务：税务门户、社会保障账户、公共服务平台
医疗保健和医疗记录访问：电子健康记录、患者门户、处方系统
了解一次性密码与永久密码的比较有助于组织做出明智的安全决策。
一次性密码（OTP）有哪些好处？
对于实施强认证的组织来说，一次性密码有几个优势：
通过动态生成增强安全性
与传统密码不同，一次性密码能够抵御重放攻击，并保护在传输过程中可能被拦截的认证数据免受不良行为者的侵害。然而，如果攻击者通过钓鱼手段拦截了一次性密码，一次性密码本身并不能防止实时的中间人（MITM）攻击。
一次性密码的其他安全优势：
高级算法保护：一次性密码使用加密伪随机数生成器（PRNG），而不是 “真正的” 随机性。这通过安全的 PRNG 和加密算法（如 HMAC-SHA1、HMAC-SHA256）的组合提供安全性。这些算法通常集成了多个动态因素，如时间戳和设备标识符。
限时暴露：由于有效期限制在几秒内，攻击者利用被盗凭证的窗口很窄。这种限制对自动化攻击工具特别有效。
减少密码重用：即使凭证填充攻击导致多个服务的密码泄露，一次性密码也可以通过要求额外的认证因素来防止账户被接管。
速率限制和自适应安全：许多一次性密码实现使用自适应安全措施，如根据失败尝试模式动态调整验证窗口和实施递增延迟。
合规性和风险管理
根据 NIST 特别出版物 800-63B《数字身份指南》，当一次性密码作为多因素认证系统的一部分实施时，有助于组织满足认证器保证级别 2（AAL2）的要求。然而，一次性密码本身并不满足 AAL3，AAL3 需要基于硬件的认证。
主要合规优势：
满足监管合规的多因素认证要求
支持零信任架构实施
促进符合 GDPR、PSD2 和其他要求强认证的法规
提供认证尝试的审计跟踪
集成和采用优势
虽然一次性密码提供了保护，但其成功取决于无缝实施和用户采用。
集成一次性密码的认证解决方案提供：
简化集成：组织可以通过标准化协议（如 OATH TOTP/HOTP）利用一次性密码生成器 API 和一次性密码验证服务，这些协议为移动和 Web 应用提供 REST API 和 SDK。
用户友好的实施：智能手机和认证器应用无处不在，使大多数用户对一次性密码的采用感到熟悉。
灵活的部署选项：根据安全要求和用户偏好，组织可以从多种交付方法中选择，允许分阶段推出，并适应不同用户的技术舒适度。
具有成本效益的安全性：与传统的硬件令牌或复杂的生物识别系统相比，一次性密码解决方案通常为实施多因素认证提供了更具成本效益的方法。许多解决方案利用用户已经拥有的设备，降低了部署成本。
一次性密码的类型和交付方法
硬令牌
专门用于生成一次性密码的物理设备
安全密钥（FIDO2）
安全密钥提供高级功能：
内置生物识别认证支持
支持 NFC，实现移动设备兼容性
多协议支持（FIDO2、U2F、TOTP）
物理存在验证
智能卡
企业级智能卡提供：
与物理访问控制系统集成
支持多种认证方法
离线认证能力
硬件安全模块保护
软令牌
基于软件的一次性密码解决方案
移动认证器应用
认证器应用由于 SIM 卡 swapping 风险而比短信更受青睐，并提供增强的安全功能：
端到端加密推送通知
离线代码生成能力
安全备份和恢复选项
跨平台同步
应用访问的生物识别保护
基于浏览器的解决方案
浏览器认证的发展：
现代浏览器中的原生 WebAuthn 支持
生物识别认证集成
无需额外的硬件要求
抗钓鱼设计
实施最佳实践
安全要求
代码生成
最少 6 位代码（高安全性应用推荐 8 位）
加密随机数生成
基于风险评估的 30-120 秒有效期
生成和验证尝试的速率限制
交付方法安全
端到端加密
多交付渠道支持
安全渠道验证
异常模式的自动监控
企业实施
大规模部署一次性密码的组织应考虑以下几点：
高可用性
负载均衡的认证服务器
地理分布
实时监控和警报
自动故障转移机制
集成架构
在计划将一次性密码与 Active Directory 或 Azure AD/AWS IAM 等云服务集成时，组织应考虑：
身份提供商兼容性
API 网关安全控制
目录服务同步
全面的审计日志记录
认证方法比较
哪种认证方法最好？
并非所有认证方法都是等同的。实施多因素认证比单独使用密码有所改进，但每个认证因素提供的保护程度不同。
短信认证：便利但存在安全成本
虽然短信由于其普及性仍然是一种广泛使用的一次性密码交付方式，但它存在重大的安全漏洞：
SIM 卡 swapping 和社会工程学：威胁行为者可以说服运营商将电话号码转移到他们控制的新 SIM 卡上，从而获取所有基于短信的一次性密码。这种攻击向量变得越来越复杂，恶意行为者利用运营商的客户服务流程。
通过门户网站接管账户：许多运营商提供用户可以查看短信的门户网站。如果攻击者通过弱密码或凭证填充攻击攻破了门户网站账户，他们可以在不控制物理设备的情况下拦截一次性密码代码。
设备同步风险：跨多个设备同步消息扩大了攻击面。当用户将短信转发或同步到平板电脑、计算机或云服务时，每个额外的端点都可能成为潜在的漏洞。
钓鱼漏洞：社会工程学攻击可以欺骗用户泄露其主要凭证和短信一次性密码。与现代方法不同，短信一次性密码不能防范实时的中间人（AITM）钓鱼攻击。
硬件安全密钥：安全性强但有取舍
硬件安全密钥代表了比基于短信的一次性密码在安全性上的显著提升，具有以下几个优势：
抗钓鱼：安全密钥使用非对称加密算法，确保设备从不传输认证数据
离线能力：许多令牌可以在没有网络连接的情况下生成代码
物理安全：硬件控制引入了另一层保护
然而，硬件令牌也带来了额外的挑战：
设备管理：需要分发、更换和恢复程序
成本考虑：硬件购买增加了每位用户的费用
兼容性问题：并非所有设备都支持物理安全密钥，特别是在移动环境中
用户体验：额外的硬件对用户来说携带和管理可能不方便
认证器应用：现代标准
移动认证器应用已成为大多数组织的首选解决方案，在安全性和可用性之间提供了最佳平衡：
设备绑定：系统将认证与特定设备绑定，而不是电话号码，这消除了 SIM 卡 swapping 风险
离线操作：应用可以在没有互联网连接的情况下生成代码
增强的安全性：短期有效的代码和加密的推送通知降低了被利用的风险
生物识别集成：支持指纹和面部识别增加了额外的安全层
成本效益：许多提供商提供免费解决方案或将其包含在现有的身份平台中
WebAuthn：认证的未来
作为认证技术的最新发展，WebAuthn 具有独特的优势：
原生浏览器支持：在流行浏览器（Chrome、Safari、Firefox、Edge）中内置支持
平台集成：现有的设备安全功能，如 TouchID、FaceID 和 Windows Hello
防钓鱼：公钥加密使其几乎不可能拦截或重放认证尝试
简化的用户体验：用户可以使用熟悉的生物识别手势验证其身份
FIDO2 合规性：遵循强认证的行业标准
实施最佳实践
在选择认证方法时，组织应：
分层认证方法：使用认证器应用作为主要方法，在支持的地方使用 WebAuthn
保持备份：将短信作为具有额外安全控制的 fallback 选项
考虑上下文：根据风险级别和用户需求调整安全要求
为演进做计划：设计系统以适应新兴的认证标准
组织应向无密码认证过渡，同时将一次性密码作为次要安全层保留。现代认证策略应纳入新兴标准，如密钥、WebAuthn 和抗钓鱼的多因素认证。
常见问题
问：如何找到一次性密码？
答：当用户登录或验证身份时，一次性密码通过认证器应用、短信或电子邮件交付。（这些代码不会在生成过程之外存储或访问。）
问：一次性密码是什么样子的？
答：大多数一次性密码是 6 位数字代码，尽管有些系统使用 4-8 位或字母数字组合。在认证器应用中，这些代码通常每 30-60 秒刷新一次。
问：一次性密码完全安全吗？
答：一次性密码增强了安全性，但并非万无一失。最佳实践包括：
使用认证器应用而不是短信
从不分享一次性密码代码
为认证器应用启用生物识别保护
为高风险交易实施额外的安全层
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