TOTP(Time-based One-Time Password) を コマンドラインで実行してみる #ツナギメオフライン.10

ツナギメオフライン ベンキョウカイ #10で発表したスライドです。

Transcript

1. ツナギメオフライン ベンキョウカイ #10 TOTP(Time-based One-Time Password) を コマンドラインで実行してみる October 28, 2026.
2. @akase244 <?php var_dump( (new Me()) ->WebApplicationEngineer() ->InfrastructureEngineer() );
3. @tsunagimefm https://tsunagi.me/
4. @tsunagimeoff https://tsunagime-offline.connpass.com/
5. TOTP を知ってますか？
6. TOTP のアプリを使ってますか？
7. 使ってますよね？ • Google Authenticator • Microsoft Authenticator • Authy • IIJ SmartKey • Salesforce Authenticator • Proton Authenticator • 2FAS • Aegis Authenticator • Ente Auth
8. 質問 TOTP の仕組みを知ってますか？
9. 疑問に思ったことはありませんか？ どの TOTP アプリを使っても 同じパスワードが発行されるのは どうしてだろう？
10. 答えは RFC 6238 に書いてあります https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc6238.html
11. ざっくり説明すると サーバーとTOTPアプリで 同じ秘密鍵を 同じハッシュ方式（デフォルト：HMAC-SHA1）で 同じ時間帯（30秒間隔）に 算出した数値なので一致する
12. ということで やってみましょう
13. 秘密鍵を発行 $ head -c 20 /dev/urandom | base32 ALSME24I5WMYSMQR2LFNVJJP5P3I3IIY • 20バイトのランダムな値をBase32文字列に変換
14. ワンタイムパスワードをワンライナーで発行 $ python3 -c 'import hmac,hashlib,struct,time,base64; s=base64.b32decode("ALSME24I5WMYSMQR2LFNVJJP5P3I3IIY" ); c=int(time.time())//30; h=hmac.new(s,struct.pack(">Q",c),hashlib.sha1).digest (); o=h[-1]&15; n=int.from_bytes(h[o:o+4],"big")&0x7fffffff; print("%06d"%(n%1000000))' 696530
15. ワンタイムパスワードをワンライナーで発行 import hmac,hashlib,struct,time,base64; • 必要なモジュールの読み込み
16. ワンタイムパスワードをワンライナーで発行 s=base64.b32decode("ALSME24I5WMYSMQR2LFNVJJP5P3I3IIY" ); • Base32文字列を元のバイト列に変換
17. ワンタイムパスワードをワンライナーで発行 c=int(time.time())//30; • 現在時刻を30秒単位のカウンター(c)に変換
18. ワンタイムパスワードをワンライナーで発行 h=hmac.new(s,struct.pack(">Q",c),hashlib.sha1).digest (); • hmac.new で HMAC-SHA1 を計算 ◦ s：秘密鍵のバイト列 ◦ struct.pack(">Q",c)：「カウンター(c)」を8バイトのバイト列に変換 ▪ >：ビッグエンディアン ▪ Q：符号なし64ビット整数 ◦ hashlib.sha1：使用するハッシュ関数 • .digest()：計算結果をバイト列として取得
19. ワンタイムパスワードをワンライナーで発行 o=h[-1]&15; • オフセット（HMAC-SHA1 の計算結果から数値を取り出す位置）を取得
20. ワンタイムパスワードをワンライナーで発行 n=int.from_bytes(h[o:o+4],"big")&0x7fffffff; • h[o:o+4]：HMAC-SHA1 の計算結果をオフセットの位置から4バイト取得 • int.from_bytes(...,"big")：取得した4バイトをビッグエンディアンの整数に変換 • &0x7fffffff;：最上位ビットを0にして、31ビットの非負整数に変換
21. ワンタイムパスワードをワンライナーで発行 print("%06d"%(n%1000000)) • 6桁で出力
22. 無限ループさせつつ30秒に1回ターミナルで実行してみると？ $ while :; do python3 -c 'import hmac,hashlib,struct,time,base64; s=base64.b32decode("ALSME24I5WMYSMQR2LFNVJJP5P3I3IIY" ); c=int(time.time())//30; h=hmac.new(s,struct.pack(">Q",c),hashlib.sha1).digest (); o=h[-1]&15; n=int.from_bytes(h[o:o+4],"big")&0x7fffffff; print("%06d"%(n%1000000))'; sleep $((30 - $(date +%s) % 30)); done
23. 30秒毎に同じ値が出力されています
24. まとめ • TOTPの数値は30秒に1回計算して出力した値 • サーバーとクライアント（アプリ）で同じ計算方法なので値が一致する • 異なるクライアント（アプリ）でも同じ計算方法なので値が一致する • 計算時のハッシュ方式は「HMAC-SHA1」が利用されている
25. おまけ タイムリミットに間に合わなかった場合でも 認証が通った経験はありませんか？
26. おまけ サーバーとクライアント（アプリ）で 時刻が同期されていることが前提ですが きっちり30秒ではなく前後にバッファがあり バッファ期間は許容する作りになっています
27. Thanks! Have a good programming!!