从@ohsc那里了解到yubikey这个东西。作为信息安全的学生，我的第一反应是：两眼发亮。为什么两眼发亮呢？慢慢解释。
首先要从什么是OTP说起。
OTP是One-Time Password的简称，中文对应的准确翻译应该叫"一次一密"。根据香农（这个人…信息论、现代密码学，以及其他乱七八糟东西的发明者，牛逼至极的人物啊！）创立的现代密码学理论，一次一密是不可能被破解的，除此之外所有的其他加密方案都至少能被暴力破解，虽然破解的难度是指数级的。（当然，香农说的一次一密不可破解是有前提条件的，具体参考维基百科上的"一次性密码本"词条）。具体来说，一次一密就是在每次加密会话过程中，对传送的明文使用不同的密钥进行加密，每次使用的密钥是随机、不可预测、不重复使用的，从而保证了加密是绝对不可破解的。
当然，我说的是简单化的一次一密的实现，实际操作过程中，密钥的长度必须大于等于明文长度，而且密钥必须是可验证的（所以也可以看成是可预测的）。真正的一次一密，等于需要一个安全信道来传送不少于明文长度的密钥，几乎是没有意义的。
其实生活中已经有很多一次一密的例子，例如中国银行的E-TOKEN、魔兽世界安全令牌、中国建设银行的动态口令卡（纸制），这些都是一次一密的。
国内的一次一密电子令牌基本上使用的是SecurID，EMC公司下属的RSA公司出品的。这种一次一密解决方案使用一个预先定义的time-based的函数计算密码，称为Time-synchronized one-time password。每个token出厂前与服务器同步时间，在出厂后，token和服务器以相同的时钟计算，每分钟变化一次。
在验证token上读取的数字时，服务端可以设置允许的误差值，例如允许前后5分钟内产生的密钥输入都认为是有效的，这样可以最大限度避免token的时钟漂移。
经仔细查证后，上文描述有误。准确的实现是：RSA的服务端验证时允许前后30秒或前后60秒内的密钥为有效密钥。服务端会保留当前token，前一token，后一token三个token值，如果用户输入与当前token一致则不做变化。如果用户输入的是前一token或后一token，服务器将记录这个SecurID的ID对应的offset，下次验证时考量这个offset。如果用户超过了这三个token的值范围，用户将被提示输入SecurID显示的下一个token，如果与上一个输入的token顺序一致，系统将判断验证通过，并记录这个较大的offset值。
这样的方案安全性很高，很多公司内部的vpn系统、线上服务器登陆系统等等都使用了SecurID进行认证。缺点很明显：价格高，据说每个的成本在￥200（网易出的那个山寨版我就不评论了…售价居然才60左右…只能说不太靠谱了…），而且需要配套RSA的服务端方案；需要电池保证时钟运作，因此存在更换token的情况。
另一种完全不同的一次一密方案是使用数学方法生成密钥序列，称为Mathematical-algorithm-based one-time password。这种算法使用数学函数生成密钥序列，然后依次使用密钥序列，从而不需要考虑时间因素。由于密钥序列生成过程中没有时间因素，实际生产的硬件token可以不包含电池供电，免去服务端与token的对时，成本可以下降，同时也没有电池耗尽更换token的担忧（更换token=安全隐患，因为需要人的参与，人永远是任何安全体系的最大漏洞…）。维基百科上举例了一个使用hash chain方法产生此类OTP的方案：找到一个单向函数f（例如任意一个hash函数），给定一个初始种子s。根据f和s产生序列：f(s), f(f(s)), f(f(f(s)))…。然后将该序列倒置，依次作为密钥使用。第三方如果偶然获取到序列中某个密钥，他就必须要通过f的反函数来计算下一个密钥，而f的单向性保证了这样的计算是不可行的。
yubikey使用的是第二种方案。它是一个廉价的OTP解决方案，10枚yubikey的平均价格是$28，由yubico提供验证服务器并提供API供开发者调用。它不需要电池供电，也没有液晶屏显示密钥。在插入电脑之后，它会被识别为一个USB键盘，在任意输入框聚焦并按一下yubikey上的硬件按钮，yubikey将自动模拟键盘输入一串一次性密钥。由于yubikey在电脑上被识别为USB键盘，它可以做到最好的免驱动支持（现在没有操作系统不支持USB键盘了吧？），可以在Windows/MacOSX/Linux上使用。关于yubikey使用的OTP生成方案，强烈建议阅读一下官方提供的文档来了解：http://yubico.com/files/Security_Evaluation_2009-09-09.pdf
要注意的是，yubikey每次插拔都会在内置的非易失性存储器上的Session Counter增加1，该Session Counter总长度为16bit，在每天插拔20次的频率下，该Counter在9年左右到达满值。这个寿命还是很让人满意的。
yubikey是一个非常开放的硬件设备，它本身的硬件实现原理、服务端架设代码、服务端API代码，都是完全开放的。从而在它之上衍生了很多开源项目与之搭配使用。从yubico的wiki页面可以看到一个简单的列表。稍微列举一下：
- YubiRADIUS：使用yubikey产生的OTP验证用户的RADIUS服务器。该服务器由yubico提供，任何拥有yubikey的用户都可以在上面开通管理员帐号进行使用。详细使用指南：http://wiki.yubico.com/wiki/index.php/Applications:YubiRADIUS_RADIUS_Service
- RADIUS on Premise：使用LDAP维护yubikey ID与用户的联系，自行搭建使用yubikey做验证的RADIUS服务器。OTP+VPN+RADIUS，这几乎是最安全的上网方案了。
- YubiKey WordPress Plugin：wordpress登录过程中可使用yubikey配合原密码进行加强安全的登录
- LastPass Login：使用yubikey作为lastpass的master password，详见@ohsc的日志。该功能需lastpass的高级会员权限，每月$1。
- Google Apps：使用yubikey登录Google Apps。要是Gmail也能用yubikey登录，那就nb了…
Comments !