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把玩 YubiKey

· 阅读需 10 分钟

偶然机会，入手了一个 Yubico YubiKey 5C NFC。没想道卖家还是一个集团的，只不过不在一个子公司下。玩了 2 小时，有些心得分享下。

市面上安全类解决方案很多，比如 2FA，双因素验证，或者叫两步验证，是最常见的。一般是登录输入账号密码后，还需要二次输入验证信息。

也有叫做 MFA 的，Multi-Factor-Authentication，多因素验证。

常见的 2FA 方式有：

  • 短信验证码
  • 邮箱验证码
  • OTP（One-Time-Password）方案。一般是 APP 内显示 6～8 位随机数，有 TOTP 和 HOTP 两种实现
  • FIDO 类方案
  • 指纹等生物特征信息

本文的 Yubico，是使用 FIDO 方案。

名词解释​

MFA 与 OTP

OTP 是 MFA（Multi-Factor-Authentication）的一个实现模型。

来源：https://blog.csdn.net/qq_35714301/article/details/111407136

OTP TOTP HOTP

OTP 是 One-Time Password的简写，表示一次性密码。 HOTP 是HMAC-based One-Time Password的简写，表示基于HMAC算法加密的一次性密码。 是事件同步，通过某一特定的事件次序及相同的种子值作为输入，通过HASH算法运算出一致的密码。 TOTP 是Time-based One-Time Password的简写，表示基于时间戳算法的一次性密码。 是时间同步，基于客户端的动态口令和动态口令验证服务器的时间比对，一般每60秒产生一个新口令，要求客户端和服务器能够十分精确的保持正确的时钟，客户端和服务端基于时间计算的动态口令才能一致。

来源：https://www.cnblogs.com/voipman/p/6216328.html

FIDO2 与 FIDO U2F

2012 年，Yubico 和 Google 设计了 U2F 协议，第二年 U2F 成为 FIDO 组织的标准，之后加入了 NFC 的支持。之后，FIDO2 作为替代 U2F 的新标准产生，原来的 U2F 以兼容的方式成为了 CTAP1，而采用 CBOR 封装格式的 CTAP(CTAP2) 则是 FIDO2 的主要协议。

来源：https://jia.je/hardware/2020/05/18/fido-u2f-fido2-ctap/

Yubico 介绍​

2023 年现在可以买到的 Yubico 产品很多。但实际广泛使用的型号并不多。我看到了 3 款感觉还算有价值的。

YubiKey 5 Series

配置高，存储大，支持多种协议（FIDO2、FIDO U2F、Yubico OTP、OATH-TOTP、OATH-HOTP、Smart card (PIV)、OpenPGP、和挑战响应功能），价格贵，50 美元起售。

有多款设备：

  • 5 第五代产品标准版，默认 USB 口
  • 5 NFC 带有 NFC 功能，手机可用
  • 5C 更换为 type-C 口
  • 5C NFC 更换为 type-C 口，并带有 NFC 功能，手机可用
  • 5 Nano 标准版的缩小
  • 5C Nano 标准版更换为 type-C 口的缩小
  • 5Ci 标准版，接口有两个，type-C 和苹果的 Lightning

大部分都是买这个系列。其中 5 NFC 5C 5C NFC 比较主流。

Security Key Series

只支持 FIDO 协议。价格便宜。全系列都支持 NFC。

有两款设备：

  • Security Key NFC
  • Security Key C NFC

YubiKey Bio Series

带有指纹识别，价格贵。还不支持 PIV 协议。

YubiKey 使用​

要想配置 YubiKey，需要在下载 YubiKey Manager 工具。

之后打开 APP，赋予相应权限，插入硬件，即可看到如下效果：

YubiKey Manager

Interfaces 功能开启配置​

点击 Interfaces，可以看到开启了哪些协议，不需要的可以关闭，也可以像我一样都开启：

Interfaces 功能开启配置

Application OTP​

点击 Application - OTP 后，可以看到如下界面：

Application OTP

默认下，Slot 1 是出厂配置好的。Slot 2 是我自己配置过了。

这两个都是触摸硬件按钮，把 YubiKey 模拟成键盘，触发输出字符。

Slot 1 是触摸硬件中心 1 秒，之后手移开。

Slot 2 是触摸硬件中心 3 秒，或者一直摸不松手，等到内容输出到屏幕上。

点击 Configure 配置，可以看到支持 4 种类型。

OTP 配置选项

Yubico OTP，需要具体业务进行配合集成，不能直接使用的。

Challenge-response，我没有用到过。

Static password，输出指定的静态内容。可以把常用的密码写进去，之后触摸即可输出密码了。

OATH-HOTP，我接触的业务上没有用到过这个类型的。

可惜没有被广大网站等业务支持的 TOTP。

因为 YubiKey 没有时钟，导致不能直接使用。 虽然可以下载 Yubico Authenticator 来配合使用。但不太推荐这么做。

移动端 2FA 类软件非常多，而且都带有人脸、指纹等认证，没必要特意用 Yubico Authenticator，它只不过把认证方式改为物理的 type-C 或 NFC。而且如果使用 NFC 方式，YubiKey 还必须从电脑上拔下来，否则 NFC 不能开启。

而电脑端，类似软件也有一些，安全性也不差。一般还带有浏览器插件等，方便复制粘贴。而且移动端 2FA 很便利了，我还没见过有人用电脑端这类软件的。

Application FIDO2​

点击 Application - FIDO2 后，可以看到如下界面：

Application FIDO2

可以设置 FIDO2 PIN，也可以进行重置。

建议使用前设置好 PIN。如果不设置，上来就去网站进行绑定的话，浏览器也会弹窗让你设置 PIN。

这个功能非常实用，国外主流的大网站很多都支持 FIDO2。比如：Microsoft、google、Github、Gitlab、Cloudflare、FaceBook、Twitter 等。

使用方法也很简单，比如 Microsoft，访问 账户管理页面后，选择"安全" - "其他安全选项"。

Microsoft 账户管理页面

点击"添加一种新的登录或验证方法"

添加一种新的登录或验证方法

选择"使用安全密钥"

使用安全密钥

之后按照提示即可完成绑定。

如果 YubiKey 没有设置过 FIDO2 PIN，浏览器会要求先设置一个，再进行绑定。有 PIN 的话，则会直接要求输入 PIN 进行绑定。

Application PIV​

点击 Application - PIV 后，可以看到如下界面：

Application PIV

PIN 管理。包括 PIN PUK。

  • PIN，用于 PIV 证书智能卡等使用，默认密码 123456。
  • PUK，当 PIN 被锁定后，重置 PIN 时候使用，默认密码 12345678。
  • 注意，此处 PIN 和 FIDO2 PIN 是没有关系的。

Certificates 管理。主要是实现 ssh 远程登录、系统登录、代码提交签名等，需要使用命令行工具生成证书等，这里不详细介绍了。

小结​

功能上，主要使用了网站 FIDO 的二次验证。由于 HTOP 不能直接支持，所以不能取代现有的大部分 2FA，使用范围大大受限。

选择上，如果用到了智能卡 PIV 系列，那么只能购买 YubiKey 5 系列。否则可以选择 Security Key 系列，其更为划算。

安全上，这个一言难尽。因为只是登录多了一次强验证，需要购买额外的硬件设备，还要考虑随身携带，只能是见仁见智。而且如果是丢失了登录后的 cookie（参考 AK 的 Youtube 被盗），一样防不住。

并且 FIDO 方案主要在国外的网站上，国内基本上很少有，更多的是短信验证码和 TOTP 方案。这两种方案也比较安全，并且手机随身携带的。国内来看的话，短时间不会有太大前景。