aqara门锁一次性密码瞎捣鼓

最近家里装了个aqara的智能门锁，发现有个一次性密码，无需联网无需手机连接就可以直接生成一次性密码，简直amazing！（其实一点不amazing，盲猜HOTP或者TOTP，类似于谷歌的authenticator）

HOTP和TOTP

• 首先简单说下HOTP和TOTP，简单理解就俩密码生成算法，事先约定好一个密钥，然后客户端服务端用相同规则来计算，就能得到一致的值了。
• 其中HOTP是根据计数，即密码生成次数，比如客户端第一次生成密钥那就是 密钥+次数通过某算法运算即可得到一个密码，服务器使用同样运算就可以了。至于客户端多生成了几次，次数和服务端对不上怎么办？服务端可以重试！！
• 至于TOTP是根据时间，即密钥加时间来计算，比如以30s为一个周期，按30s取整加上密钥就可以计算出一个密钥，服务端可以使用同样的算法进行计算。至于时间不准咋办，时间不准那就前后几个周期都算一下，至于差的太多的，那就自己调时间吧。以前很多银行的什么什么盾应该用的就是这种。

具体详细的介绍可以看这篇文章（HOTP和TOTP算法图解）

aqara门锁一次性密码分析

现在我们来看这个锁的一次性密码

一次性密钥.jpeg

首先，上面这张图可以看到生成的密码的特征
- 6位数
- 一段时间内有效
- 还有一点这张图可能没法显示，就是它在这个时间段内多次生成，可以生成不同的密码

这问题就来了几位数暂时不看，首先一段周期内有效，很像TOTP算法，但第三点这个周期内可以生成很多个不同的密码，这就大条了，TOTP算法理论上在指定的周期内生成的密码是一致的，不然服务端就没法校验了。不过这点倒是和HOTP可以对得上。
所以？我觉得一种可能方式是通过HOTP+TOTP共同来实现！

下面说具体逻辑
首先再来梳理一下

• 这个一次性密钥有效时间是往后20分钟然后向下取整
• 周期内可以生成多个不同的密钥
• 开锁一次后即失效

第三点开锁一次就失效完全可以记录下来这个密钥被使用过，至于存到ram还是rom暂时不知道，下次拔电池试试，不过这不重要，重点看前两点。

举个例子：假设现在是晚上23:06，那么我现在生成一个一次性密钥，有效时间就是到23:20，我们可以取23:00整的时间戳，加上密钥通过某算法运算得到一个密钥。
现在我有了一个密钥，有效期到23:20，我要去开锁，假设我开锁的时候已经是23:11分，那么门锁端怎么校验呢？首先一样的逻辑，往前取整到23:10分，取23:10分的密钥，使用TOTP算法算出密钥，这时候密钥必定不对，因为我们生成的密钥是使用23:00这个时间点的时间戳来生成的；门锁发现匹配不上，那么就再往前取整到23:00，这时候就可以算出一致的密钥，密钥校验通过。

下面再来解决多次的问题，关键的一张图来了！嘿嘿！！！

周期内最多创建8个一次性密钥.jpeg

这张图可以看出来每个时间段最多只能生成8个一次性密码，那就好办了，我们在原有的TOTP算法基础上再加上次数即 现在是 密钥+时间戳+次数 通过某算法即可得到一次性密码，门锁校验时候也可以在上文的基础上加上次数，所以也就是时间准确的情况下门锁理论最多尝试16次即可确定你输入的密码到底是对还是不对。这个计算次数我猜对于嵌入式设备应该是可接受的，因为这个完全可以使用一些相对简单的算法比如md5，毕竟这个只是生成密钥，并不是加密。

最后关于时间我发现手机上生成这个一次性密钥是需要联网的！！！！
抓包如下图

一次性密钥生成过程抓包.png

第一个请求，报文挺复杂，没整明白，不过不重要，看名字应该是获取utc时间的，这样就可以规避手机终端时间不准确的问题，第二个请求我也不知道干啥用的。

至此，由aqara这个智能锁的一次性密钥所引起的一些想法就告一段落，虽然我说的未必就真的是这款锁一次性密钥的实现方式，但我想说的重点还是HOTP和TOTP这两种算法。挺好玩的两种算法，实际开发中遇到一些需要较高安全性的校验也可以使用一下。