HOTP & TOTP Migration - O que o "QR-Code para migração" carrega de informação? · gpoleszuk

Relato

Precisando migrar de dispositivo o gerador de token TOTP (ou HOTP), notei que vários aplicativos autenticadores 2FA permitem transferir as configurações do algoritmo de hash, quantidade de dígitos gerados e chave secreta por meio de QR-Code. Com tal tecnologia para transferência de dados evita-se erros caso fosse necessário copiar manualmente tais detalhes. A longa chave secreta (cerca de 20 bytes), apesar de ser codificada em BASE32 ao invés de BASE64 ou sequência hexadecimal, torna-se ainda uma string relativamente mais longa.

!QR-CODE image supressed!

Aprendizado

Do QR-Code gerado pelo aplicativo para fins de migração é possivel obter a raw string usando algum leitor offline para tais QR-Codes.

[!CAUTION]
OFFLINE já que os segredos contidos no QR-Code jamais devem ser revelados com aplicações online, loggers etc. ou mantidos visíveis após a tranferência do conteúdo para outros dispositivos. Em seguida entende-se as razões, sabendo-se o conteúdo que carregam.

otpauth-migration://offline?data=CkoKD/EwZ5q6g80oq98RRQnD2hIgX0ZpY3RpY2lvdXNfTmFtZTp1c2VyQGRvbWFpbi50bGQaD0lzc3Vlcl9Db21wYW55ZSABKAEwAhABGAEgAA=='

cujo conteúdo em data, codificado em BASE64, pode ser decodificado usando algumas aplicações na linha de comando do terminal Linux:

$ data='CkoKD/EwZ5q6g80oq98RRQnD2hIgX0ZpY3RpY2lvdXNfTmFtZTp1c2VyQGRvbWFpbi50bGQaD0lzc3Vlcl9Db21wYW55ZSABKAEwAhABGAEgAA=='

$ echo -ne "${data}" | base64 -d | hexdump -Cv

que resulta

00000000  0a 4a 0a 0f f1 30 67 9a  ba 83 cd 28 ab df 11 45  |.J...0g....(...E|
00000010  09 c3 da 12 20 5f 46 69  63 74 69 63 69 6f 75 73  |.... _Ficticious|
00000020  5f 4e 61 6d 65 3a 75 73  65 72 40 64 6f 6d 61 69  |_Name:user@domai|
00000030  6e 2e 74 6c 64 1a 0f 49  73 73 75 65 72 5f 43 6f  |n.tld..Issuer_Co|
00000040  6d 70 61 6e 79 65 20 01  28 01 30 02 10 01 18 01  |mpanye .(.0.....|
00000050  20 00                                             | .|
00000052

O conteúdo é uma stream binária que traz algumas informações em texto e parte em sequências hexadecimais. A rigor, o conteúdo está em formato Protobuf contendo alguns parâmetros aqui interpretados "manualmente" usando algumas receitas [1] [2] [3] disponíveis na internet:

0a 4a

Secret:
0a 0f
f1 30 67 9a  ba 83 cd 28  ab df 11 45  09 c3 da

Name:
12 20
5f 46 69 63  74 69 63 69  6f 75 73 5f  4e 61 6d 65  3a 75 73 65  72 40 64 6f  6d 61 69 6e  2e 74 6c 64

Issuer:
1a 0f
49 73 73 75  65 72 5f 43  6f 6d 70 61  6e 79 65

Algorithm:
20 01

Digits:
28 01

Type:
30 02

Version:
10 01 

Batch size:
18 01

Batch index
20 00

O mesmo pode ser facilmente decodificado utilizando o seguinte proto file disponibilizado em alexbakker e a aplicação protoc instalável em Debian com sudo apt-get install protobuf-compiler

O arquivo *.proto contém a definição do pacote de bytes e torna possível a extração dos dados segundo seus tipos definidos neste arquivo de esquema.

Arquivo: migration.proto

syntax = "proto3";

message MigrationPayload {
  enum Algorithm {
    ALGORITHM_UNSPECIFIED = 0;
    ALGORITHM_SHA1 = 1;
    ALGORITHM_SHA256 = 2;
    ALGORITHM_SHA512 = 3;
    ALGORITHM_MD5 = 4;
  }

  enum DigitCount {
    DIGIT_COUNT_UNSPECIFIED = 0;
    DIGIT_COUNT_SIX = 1;
    DIGIT_COUNT_EIGHT = 2;
  }

  enum OtpType {
    OTP_TYPE_UNSPECIFIED = 0;
    OTP_TYPE_HOTP = 1;
    OTP_TYPE_TOTP = 2;
  }

  message OtpParameters {
    bytes secret = 1;
    string name = 2;
    string issuer = 3;
    Algorithm algorithm = 4;
    DigitCount digits = 5;
    OtpType type = 6;
    int64 counter = 7;
  }

  repeated OtpParameters otp_parameters = 1;
  int32 version = 2;
  int32 batch_size = 3;
  int32 batch_index = 4;
  int32 batch_id = 5;
}

e agora chamando tudo junto na linha de comando do terminal

$ echo -ne "${data}" | base64 -d | protoc --decode=MigrationPayload --proto_path=./ migration.proto

produz-se uma saída mais amigável

otp_parameters {
  secret: "\3610g\232\272\203\315(\253\337\021E\t\303\332"
  name: "_Ficticious_Name:[email protected]"
  issuer: "Issuer_Companye"
  algorithm: ALGORITHM_SHA1
  digits: DIGIT_COUNT_SIX
  type: OTP_TYPE_TOTP
}
version: 1
batch_size: 1

Aqui a chave secreta, com apenas 15 bytes, é dada numa sequência de caracteres ASCII e códigos em base octal para aqueles caracteres não imprimíveis.

Ideias

A chave secreta pode então ser utilizada em outras aplicações standalone [1], online [2], [3], embarcadas em microcontroladores [4], entre outras possibilidades para geração dos tokens TOTP. Deve-se considerar o mesmo algoritmo hash e quantidade de dígitos sendo que a chave secreta jamais deve ser revelada. Se implementado em um microcontrolador, escolher dispositivos que possuam trava lógica anticópia do seu firmware.

Lições revisadas

TOTP, HOTP
Protobuf
BASE32, BASE64

Siglas utilizadas

TOTP = Time-Based One-Time Password
HOTP = HMAC-Based One-Time Password
HMAC = Hashed Message Authentication Code

Esse pequeno reporte apresentou uma solução ligeiramente diferente em comparação ao conteúdo de uma matéria publicada no Medium recentemente. Espera-se que o conteúdo apresentado seja útil para quem já teve a mesma curiosidade, seja para entender esses recursos utilizados em 2FA ou mesmo implementar soluções independentes de bibliotecas de terceiros para suas aplicações online ou standalone embarcadas.

Post-Scriptum: Após postar este conteúdo encontrei mais uma postagem aqui no Tabnews criada há cerca de dois anos.