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const { hmac } = require('./hmac.js');
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const { decode: base32Decode } = require('./base32.js');
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const { constantTimeEqual, safeIntegerParse } = require('./crypto.js');
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// 支持的哈希算法
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const HASH_ALGORITHMS = {
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'SHA1': 'SHA1',
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'SHA256': 'SHA256',
|
||
'SHA512': 'SHA512'
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||
};
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// 默认配置
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const DEFAULT_CONFIG = {
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algorithm: HASH_ALGORITHMS.SHA1, // 默认使用SHA1
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period: 30, // 默认30秒时间窗口
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||
digits: 6, // 默认6位数字
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||
timestamp: null, // 默认使用当前时间
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window: 1 // 默认验证前后1个时间窗口
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||
};
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||
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/**
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* 生成TOTP值
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||
*
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||
* @param {string} secret - Base32编码的密钥
|
||
* @param {Object} options - 配置选项
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||
* @param {string} [options.algorithm='SHA1'] - 使用的哈希算法（SHA1/SHA256/SHA512）
|
||
* @param {number} [options.period=30] - 时间窗口大小（秒）
|
||
* @param {number} [options.digits=6] - 生成的OTP位数
|
||
* @param {number} [options.timestamp=null] - 指定时间戳（秒），null表示使用当前时间
|
||
* @returns {Promise<string>} 生成的TOTP值
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||
* @throws {Error} 参数无效时抛出错误
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||
*/
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||
async function generateTOTP(secret, options = {}) {
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||
// 验证密钥
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if (!secret || typeof secret !== 'string') {
|
||
throw new Error('Secret must be a non-empty string');
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||
}
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// 合并配置
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const config = { ...DEFAULT_CONFIG, ...options };
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||
// 验证算法
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if (!HASH_ALGORITHMS[config.algorithm]) {
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throw new Error(`Unsupported algorithm: ${config.algorithm}`);
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||
}
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||
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||
// 验证时间窗口
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||
const period = safeIntegerParse(config.period, 1, 300);
|
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if (period === null) {
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throw new Error('Period must be an integer between 1 and 300');
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||
}
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||
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||
// 验证位数
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const digits = safeIntegerParse(config.digits, 6, 8);
|
||
if (digits === null) {
|
||
throw new Error('Digits must be an integer between 6 and 8');
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||
}
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||
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// 获取时间戳
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const timestamp = config.timestamp === null
|
||
? Math.floor(Date.now() / 1000)
|
||
: config.timestamp;
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||
|
||
if (!Number.isInteger(timestamp) || timestamp < 0) {
|
||
throw new Error('Invalid timestamp');
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||
}
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try {
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// 解码密钥
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const key = base32Decode(secret);
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// 计算时间计数器
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const counter = Math.floor(timestamp / period);
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// 生成8字节的计数器缓冲区
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const counterBuffer = new ArrayBuffer(8);
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const counterView = new DataView(counterBuffer);
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counterView.setBigInt64(0, BigInt(counter), false); // big-endian
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// 计算HMAC
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const hmacInput = new Uint8Array(counterBuffer);
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const hash = await hmac(config.algorithm, key, hmacInput);
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// 根据RFC 6238获取偏移量
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const offset = hash[hash.length - 1] & 0xf;
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// 生成4字节的动态截断数
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const binary = ((hash[offset] & 0x7f) << 24) |
|
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((hash[offset + 1] & 0xff) << 16) |
|
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((hash[offset + 2] & 0xff) << 8) |
|
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(hash[offset + 3] & 0xff);
|
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// 生成指定位数的OTP
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const otp = binary % Math.pow(10, digits);
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||
// 补齐前导零
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return otp.toString().padStart(digits, '0');
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||
} catch (error) {
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throw new Error(`Failed to generate TOTP: ${error.message}`);
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||
}
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||
}
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/**
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* 验证TOTP值
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||
*
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* @param {string} token - 要验证的TOTP值
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* @param {string} secret - Base32编码的密钥
|
||
* @param {Object} options - 配置选项
|
||
* @param {string} [options.algorithm='SHA1'] - 使用的哈希算法（SHA1/SHA256/SHA512）
|
||
* @param {number} [options.period=30] - 时间窗口大小（秒）
|
||
* @param {number} [options.digits=6] - TOTP位数
|
||
* @param {number} [options.timestamp=null] - 指定时间戳（秒），null表示使用当前时间
|
||
* @param {number} [options.window=1] - 验证窗口大小（前后几个时间周期）
|
||
* @returns {Promise<boolean>} 验证是否通过
|
||
* @throws {Error} 参数无效时抛出错误
|
||
*/
|
||
async function verifyTOTP(token, secret, options = {}) {
|
||
// 验证token
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||
if (!token || typeof token !== 'string') {
|
||
throw new Error('Token must be a non-empty string');
|
||
}
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||
|
||
// 合并配置
|
||
const config = { ...DEFAULT_CONFIG, ...options };
|
||
|
||
// 验证窗口大小
|
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const window = safeIntegerParse(config.window, 0, 10);
|
||
if (window === null) {
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||
throw new Error('Window must be an integer between 0 and 10');
|
||
}
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||
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||
// 验证token长度
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if (token.length !== config.digits) {
|
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return false;
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||
}
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// 验证token是否为纯数字
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if (!/^\d+$/.test(token)) {
|
||
return false;
|
||
}
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||
|
||
try {
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const timestamp = config.timestamp === null
|
||
? Math.floor(Date.now() / 1000)
|
||
: config.timestamp;
|
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||
// 检查前后window个时间窗口
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||
for (let i = -window; i <= window; i++) {
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const checkTime = timestamp + (i * config.period);
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const generatedToken = await generateTOTP(secret, {
|
||
...config,
|
||
timestamp: checkTime
|
||
});
|
||
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||
// 使用常量时间比较
|
||
if (constantTimeEqual(token, generatedToken)) {
|
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return true;
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}
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||
}
|
||
|
||
return false;
|
||
} catch (error) {
|
||
throw new Error(`Failed to verify TOTP: ${error.message}`);
|
||
}
|
||
}
|
||
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||
/**
|
||
* 获取当前TOTP的剩余有效时间（秒）
|
||
*
|
||
* @param {Object} options - 配置选项
|
||
* @param {number} [options.period=30] - 时间窗口大小（秒）
|
||
* @param {number} [options.timestamp=null] - 指定时间戳（秒），null表示使用当前时间
|
||
* @returns {number} 剩余秒数
|
||
* @throws {Error} 参数无效时抛出错误
|
||
*/
|
||
function getRemainingSeconds(options = {}) {
|
||
const config = { ...DEFAULT_CONFIG, ...options };
|
||
|
||
// 验证时间窗口
|
||
const period = safeIntegerParse(config.period, 1, 300);
|
||
if (period === null) {
|
||
throw new Error('Period must be an integer between 1 and 300');
|
||
}
|
||
|
||
const timestamp = config.timestamp === null
|
||
? Math.floor(Date.now() / 1000)
|
||
: config.timestamp;
|
||
|
||
if (!Number.isInteger(timestamp) || timestamp < 0) {
|
||
throw new Error('Invalid timestamp');
|
||
}
|
||
|
||
// 返回从(period-1)到0的倒计时，而不是从period到1
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return (period - (timestamp % period) - 1 + period) % period;
|
||
}
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||
|
||
/**
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||
* 生成TOTP URI
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||
* 遵循 otpauth:// 规范
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*
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* @param {string} secret - Base32编码的密钥
|
||
* @param {string} accountName - 账户名称
|
||
* @param {string} issuer - 发行者名称
|
||
* @param {Object} options - 配置选项
|
||
* @param {string} [options.algorithm='SHA1'] - 使用的哈希算法（SHA1/SHA256/SHA512）
|
||
* @param {number} [options.period=30] - 时间窗口大小（秒）
|
||
* @param {number} [options.digits=6] - TOTP位数
|
||
* @returns {string} TOTP URI
|
||
* @throws {Error} 参数无效时抛出错误
|
||
*/
|
||
function generateTOTPUri(secret, accountName, issuer, options = {}) {
|
||
if (!secret || typeof secret !== 'string') {
|
||
throw new Error('Secret must be a non-empty string');
|
||
}
|
||
|
||
if (!accountName || typeof accountName !== 'string') {
|
||
throw new Error('Account name must be a non-empty string');
|
||
}
|
||
|
||
if (!issuer || typeof issuer !== 'string') {
|
||
throw new Error('Issuer must be a non-empty string');
|
||
}
|
||
|
||
const config = { ...DEFAULT_CONFIG, ...options };
|
||
|
||
// 验证算法
|
||
if (!HASH_ALGORITHMS[config.algorithm]) {
|
||
throw new Error(`Unsupported algorithm: ${config.algorithm}`);
|
||
}
|
||
|
||
// 验证时间窗口
|
||
const period = safeIntegerParse(config.period, 1, 300);
|
||
if (period === null) {
|
||
throw new Error('Period must be an integer between 1 and 300');
|
||
}
|
||
|
||
// 验证位数
|
||
const digits = safeIntegerParse(config.digits, 6, 8);
|
||
if (digits === null) {
|
||
throw new Error('Digits must be an integer between 6 and 8');
|
||
}
|
||
|
||
// 构建参数
|
||
const params = new URLSearchParams({
|
||
secret: secret,
|
||
issuer: issuer,
|
||
algorithm: config.algorithm,
|
||
digits: config.digits.toString(),
|
||
period: config.period.toString()
|
||
});
|
||
|
||
// 生成URI
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||
// 注意：需要对issuer和accountName进行URI编码
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||
const label = `${encodeURIComponent(issuer)}:${encodeURIComponent(accountName)}`;
|
||
return `otpauth://totp/${label}?${params.toString()}`;
|
||
}
|
||
|
||
module.exports = {
|
||
generateTOTP,
|
||
verifyTOTP,
|
||
getRemainingSeconds,
|
||
generateTOTPUri,
|
||
HASH_ALGORITHMS
|
||
}; |