python 实现google authenticator 认证

一、环境描述

windows开发环境
python：3.6
所需安装包
pyotp qrcode   Image

二、实现原理

1.使用pyotp 的python模块生成google auth 需要的密钥
2.根据密钥生成条形码图片
3.使用google authenticator 客户端扫描条形码，客户端根据时间及密钥经过算法
生成6位数的验证码
4.平台二次认证通过对输入的验证码进行校验，校验也是基于时间和密钥

三、代码实现

3.1随机密钥生成

a. 安装模块包

安装模块包 pyotp
pip install pyotp

b. 密钥生成

import pyotp
gtoken = pyotp.random_base32(64) #获取随机密钥，存于用户表中,随机64位

3.2 图片二维码生成

a. 安装模块包

安装模块包
pip install qrcode
qrcode 依赖 Image 这个包：

pip install Image

b.根据用户名及密钥生成二维码

import os
import traceback
from qrcode import QRCode, constants


def get_qrcode(secret_key, username):
    BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
    dirpath = os.path.join(BASE_DIR, 'mfa', 'static', 'image')

    data = pyotp.totp.TOTP(secret_key).provisioning_uri(username, issuer_name="IAM MFA Code")
    qr = QRCode(
        version=1,
        error_correction=constants.ERROR_CORRECT_L,
        box_size=6,
        border=4, )
    try:
        qr.add_data(data)
        qr.make(fit=True)
        img = qr.make_image()
        filepath = dirpath + os.sep + secret_key + '.png'
        print('filepath',filepath)
        img.save(filepath)  # 保存条形码图片
        return True,filepath
    except Exception as e:
        traceback.print_exc()
        return False,None

c. 使用功能

result = get_qrcode(gtoken, 'supery')
print('result', result)
LWGOAZX5PQQLR34BOJRLVHHC4CRVFVXP3PGCYHWZ2PVKLRSJNCDWR6XPL4LAJRST
filepath D:devPYSCRIPTSxxxmfastaticimageLWGOAZX5PQQLR34BOJRLVHHC4CRVFVXP3PGCYHWZ2PVKLRSJNCDWR6XPL4LAJRST.png
result True

3.3 效验验证码正确性

a. 下载好google authenticator客户端

客户扫描图片，前端页面验证用户名和密码后，显示对应的条形码图片

windows上打开图片后扫描二维码
D:devPYSCRIPTSxxxmfastaticimageLWGOAZX5PQQLR34BOJRLVHHC4CRVFVXP3PGCYHWZ2PVKLRSJNCDWR6XPL4LAJRST.png
实际生产环境通过页面直接显示该二维码图片，进行扫描

b. 效验代码

import pyotp

def Google_Verify_Result(secret_key, verifycode):
    t = pyotp.TOTP(secret_key)

    result = t.verify(verifycode)  # 对输入验证码进行校验，正确返回True
    msg = result if result is True else False
    return msg

c. 使用功能

secret_key = 'LWGOAZX5PQQLR34BOJRLVHHC4CRVFVXP3PGCYHWZ2PVKLRSJNCDWR6XPL4LAJRST'

res = Google_Verify_Result(secret_key, 247724)
print('res', res)
res False