OATH

Descripción detallada

Autenticación estándar OATH.

Iniciativa OATH

La iniciativa OATH (Open Authentication) es una colaboración apoyada por varios miembros de la industria de la seguridad para desarrollar una arquitectura de autenticación fuerte abierta e interoperable. Este objetivo se consigue definiendo normas abiertas a disposición de todos.

El ecosistema OATH está formado por fabricantes de dispositivos (fichas, chips, tarjetas inteligentes, ordenadores, teléfonos móviles, PDA, tabletas), fabricantes de plataformas (servicios web, gestores de identidad, servidores de aplicaciones, sistemas de federación de identificación), fabricantes de aplicaciones (VPN, CRM, ERP, DRM, comercio electrónico, itinerancia, Wi-Fi) e integradores de sistemas (ISP, organismos gubernamentales, marcas de tarjetas de crédito, etc.).

Módulo OATH

El HSM puede utilizarse como generador de semillas OATH y como autenticador OTP (One Time Password). La implementación del HSM cumple las normas que se indican a continuación.

Al proporcionar una frontera criptográfica segura, un entorno controlado y algoritmos aprobados, HSM ofrece ventajas para su adopción en un sistema de autenticación fuerte.

El módulo OATH de HSM dispone de tres servicios básicos: emisión, autenticación y resincronización:

1. La emisión consiste en que el HSM genera la semilla, que provoca la emisión de un blob, que se devuelve a la aplicación para su almacenamiento en una base de datos. Con el blob guardado en una base de datos externa al HSM, el proceso de emisión es muy flexible, sin generar una carga en el HSM y manteniendo el secreto y la confidencialidad necesarios.
2. El servicio de autenticación del módulo es sin duda el más utilizado en el día a día de la producción. Cuando la aplicación necesita realizar una autenticación, debe recuperar el blob de la base de datos, enviarlo al HSM, recibir el resultado junto con el blob actualizado, para devolverlo a la base de datos.
3. el servicio de resincronización consiste básicamente en abrir la ventana normal de tolerancia y pedir al usuario que introduzca los OTP n y n+1.

Escenarios de generación y autenticación

En los escenarios de generación y autenticación que se describen a continuación, lo que cambia es el origen de la semilla y cómo la recibe la aplicación para crear el blob y la envía al usuario (como semilla o incrustada en un token físico). Una vez creado el blob, la autenticación en cualquier escenario sigue siempre el mismo formato. En los escenarios siguientes, no importa si el token es HOTP o TOTP.

Escenario I: Token: la semilla es generada por el fabricante del token y enviada en formato PSKC

a. Generación

1. La aplicación selecciona o genera una llave maestra;
2. La aplicación recibe el archivo PSKC y la clave de transporte;
3. La aplicación pide al HSM que traduzca el archivo PSKC a blob;
4. HSM devuelve blob;
5. La aplicación recibe el blob, crea una relación entre el blob y el usuario y lo almacena en la base de datos;
6. La aplicación envía el token físico al usuario;

b. Autenticación

1. Véase más abajo;

Escenario II: Token: la semilla es generada por el fabricante del token y enviada en texto claro

a. Generación

1. La aplicación selecciona o genera una llave maestra;
2. La aplicación recibe una semilla en texto claro;
3. La aplicación prepara una estructura blob OATH;
4. La aplicación pide al HSM que cifre el blob OATH con la clave maestra;
5. HSM devuelve los datos encriptados, que son los blob;
6. La aplicación recibe el blob, crea una relación entre el blob y el usuario y lo almacena en la base de datos;
7. La aplicación envía el token físico al usuario;

b. Autenticación

1. Véase más abajo;

Escenario III: Soft Token: la semilla es generada por el usuario y recibida en texto claro

a. Generación

1. La aplicación selecciona o genera una llave maestra;
2. El usuario genera y exporta semillas en su aplicación OATH (teléfono inteligente, ordenador de sobremesa, etc.);
3. El usuario envía la semilla a la aplicación;
4. La aplicación recibe una semilla en texto claro;
5. La aplicación prepara una estructura de datos OATH;
6. La aplicación solicita al HSM que cifre la estructura de datos OATH con la clave maestra;
7. HSM devuelve una estructura cifrada, que es el blob;
8. La aplicación recibe el blob, crea una relación entre el blob y el usuario y lo almacena en la base de datos;

b. Autenticación

1. Véase más abajo;

Escenario IV: Soft Token: HSM genera la semilla

a. Generación

1. La aplicación selecciona o genera una llave maestra;
2. La aplicación solicita la emisión de blob OATH;
3. HSM genera la semilla, prepara el blob y lo devuelve a la aplicación;
4. La aplicación recibe el blob, crea una relación entre el blob y el usuario y lo almacena en la base de datos;
5. La aplicación envía el blob al HSM y solicita la semilla en texto claro;
6. La aplicación envía la semilla al usuario, normalmente utilizando un canal seguro;
7. El usuario importa las semillas a su aplicación OATH (teléfono inteligente, ordenador de sobremesa, etc.);

b. Autenticación

1. Véase más abajo;

Autenticación de usuarios en cualquier escenario:

1. El usuario envía la OTP generada a la aplicación;
2. La aplicación recupera el blob del usuario de la base de datos y solicita la verificación al HSM pasándole el blob y la OTP;
3. HSM procesa la solicitud y devuelve el resultado y el blob procesado;
4. La aplicación recibe el blob y actualiza la base de datos;
5. La aplicación informa al usuario del resultado de la autenticación;

Glosario

• otp: (one time password), contraseña de un solo uso
• token: dispositivo físico que genera otp a partir de una semilla, normalmente identificado por un número de serie único y del tamaño de un llavero. Es a prueba de manipulaciones.
• soft token: software generador de otp, normalmente instalado en un dispositivo móvil. Es menos seguro que el token físico.
• semilla: secuencia aleatoria de bytes utilizada como material criptográfico diversificador para generar otp. Debe mantenerse en secreto desde su generación hasta su utilización, incluido el transporte. Cada token o soft token debe estar asociado a una única semilla.
• paso de tiempo: intervalo utilizado para incrementar el cálculo TOTP para cada OTP. El tiempo en segundos entre cada generación de OTP.
• factor móvil: intervalo utilizado como incremento en el cálculo de HOTP para cada OTP. Contado por eventos.
• T0: Valor de tiempo UNIX (segundos desde la hora EPOCH) para empezar a contar los pasos de tiempo.
• truncation offset: método de truncamiento del cálculo HMAC para extraer el OTP.
• HOTP: (HMAC-based One-time Password Algorithm) estándar para generar otp por evento, normalmente provocado por el usuario, como pulsar un botón en el token, es decir, cada vez que el usuario pulsa el botón en el token, se genera una nueva otp.
• TOTP: (Time-based One-time Password Algorithm) norma para generar otp por tiempo; se genera una nueva otp en cada intervalo definido por el token, independientemente de la acción del usuario.
• blob: (binary large object), estructura cifrada que contiene información para la autenticación otp. El blob es completamente opaco fuera del HSM. La clave que cifra el blob es AES (128, 192 o 256 bits). La información contenida en el blob incluye la semilla, el tipo (HOTP o TOTP), el intervalo de generación y la hora de inicio (en el caso de TOTP) y mecanismos de protección contra ataques de repetición.
• resincronización: proceso de ajuste de los contadores internos de una blob a los valores generados por el token físico o soft token para que la autenticación siga funcionando correctamente. Este proceso suele realizarse aumentando temporalmente la ventana de tolerancia y buscando valores otp por el HSM, informando el usuario de dos o más otps generados en secuencia por el token.
• clave maestra: clave AES en el HSM que cifra el blob.
• clave de transporte: clave que cifra las semillas correspondientes a los tokens según la norma PSKC, para el transporte entre el fabricante del token y el integrador del sistema. Suele derivarse de una contraseña.
• pskc: (Portable Symmetric Key Container), un estándar para el transporte y la entrega seguros de semillas, basado en criptografía simétrica con derivación de clave por contraseña y formato XML.
• traducción pskc: proceso de importación de las semillas en formato PSKC, descifrado de las mismas y generación de blobs individuales para su almacenamiento en la base de datos. El proceso de traducción del descifrado del formato PSKC y del cifrado al blob se realiza dentro del HSM. Normalmente, un archivo PSKC contiene varias semillas cifradas con la misma clave de transporte; cada semilla corresponderá a una nota.
• base de datos: estructura para almacenar los blobs generados por el HSM. Puede ser, por ejemplo, un sistema de archivos o un DBMS (Database Management System). No hay necesidad de protección adicional para el blob almacenado, ya que solo se puede acceder a su contenido con la clave maestra AES del HSM.

Referencias

• Iniciativa OATH
• OATH Arquitectura de referencia Versión 2.0
• HOTP: Algoritmo OTP basado en HMAC RFC 4226
• TOTP - Algoritmo de contraseña de un solo uso basado en el tiempo RFC 6238
• PSKC - Contenedor portátil de claves simétricas, RFC 6030

Funciones
byte[]	generateOATHHotpBlob (String masterKey) throws TacException
	Genera un blob OATH HOTP(HMAC-based One-Time Password).
byte[]	generateOATHHotpBlob (String masterKey, byte seedLen) throws TacException
	Genera un blob OATH HOTP(HMAC-based One-Time Password).
byte[]	generateOATHHotpBlob (String masterKey, byte seedLen, byte truncationOffset) throws TacException
	Genera un blob OATH HOTP(HMAC-based One-Time Password).
byte[]	importOATHHotpBlob (String masterKey, byte[] seed) throws TacException
	Genera un blob OATH HOTP(HMAC-based One-Time Password).
byte[]	generateOATHTotpBlob (String masterKey) throws TacException
	Genera un blob OATH TOTP(Time-based One-Time Password).
byte[]	generateOATHTotpBlob (String masterKey, byte seedLen, byte truncationOffset, int timeStep, long t0) throws TacException
	Genera un blob OATH TOTP(Time-based One-Time Password).
byte[]	importOATHTotpBlob (String masterKey, byte[] seed, byte truncationOffset, int timeStep, long t0, boolean useDefaultMovingFactor, long movingFactor) throws TacException
	Genera un blob OATH TOTP(Time-based One-Time Password).
byte[]	importOATHTotpBlob (String masterKey, byte[] seed) throws TacException
	Genera un blob OATH TOTP(Time-based One-Time Password).
byte[]	getOATHSeed (String masterKey, byte[] blob) throws TacException
	Recupera la semilla de la mancha OATH.
Cadena	getNextOATHOTP (String masterKey, int otpLen, byte[] oathBlob) throws TacException
	Genera el siguiente OTP a partir del blob OATH proporcionado.
byte[]	checkOATHBlobOTP (String masterKey, String otp, byte[] oathBlob) throws TacException
	Comprueba un valor OTP para un blob dado OATH.
byte[]	resyncOATHBlobOTP (String masterKey, String otp1, String otp2, byte[] oathBlob) throws TacException
	Vuelve a sincronizar una nota OATH mostrando dos valores OTP continuos.

Funciones

generateOATHHotpBlob() [1/3]

byte[] generateOATHHotpBlob

(

Cadena

masterKey

)

lanza una TacException

Genera un blob OATH HOTP(HMAC-based One-Time Password).

También conocido como OTP por evento. La semilla se genera dentro del HSM. Tamaño de la semilla TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA1_LEN.

Parámetros

masterKey

Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.

Devolución

Devuelve el blob OATH.

Excepciones

TacException

generateOATHHotpBlob() [2/3]

byte[] generateOATHHotpBlob	(	Cadena	masterKey,
		byte	seedLen ) lanza una TacException

Genera un blob OATH HOTP(HMAC-based One-Time Password).

También conocido como OTP por evento. La semilla se genera dentro del HSM.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
seedLen	Establece el tamaño de la semilla OATH. Se aceptan los siguientes valores. Valor Tamaño en bytes TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA1_LEN 20 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA256_LEN 32 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA512_LEN 64

Devolución

Devuelve el blob OATH.

Excepciones

TacException

generateOATHHotpBlob() [3/3]

byte[] generateOATHHotpBlob	(	Cadena	masterKey,
		byte	seedLen,
		byte	truncationOffset ) throws TacException

Genera un blob OATH HOTP(HMAC-based One-Time Password).

También conocido como OTP por evento. La semilla se genera dentro del HSM.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
seedLen	Establece el tamaño de la semilla OATH. Se aceptan los siguientes valores. Valor Tamaño en bytes TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA1_LEN 20 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA256_LEN 32 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA512_LEN 64
truncationOffset	Se subvenciona el siguiente importe: Valor Significado TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_DYN_TRUNC Define el algoritmo de "truncamiento" como dinámico.

Devolución

Devuelve el blob OATH.

Excepciones

TacException

importOATHHotpBlob()

byte[] importOATHHotpBlob	(	Cadena	masterKey,
		byte[]	semilla ) lanza una TacException

Genera un blob OATH HOTP(HMAC-based One-Time Password).

También conocido como OTP por evento. La semilla es importada por la persona que llama.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
semilla	Defina una semilla OATH. Se aceptan los siguientes tamaños. Valor Tamaño en bytes TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA1_LEN 20 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA256_LEN 32 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA512_LEN 64

Devolución

Devuelve el blob OATH.

Excepciones

TacException

generateOATHTotpBlob() [1/2]

byte[] generateOATHTotpBlob

(

Cadena

masterKey

)

lanza una TacException

Genera un blob OATH TOTP(Time-based One-Time Password).

También conocido como OTP por tiempo. La semilla se genera dentro del HSM. Semilla de tamaño TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA1_LEN.

Parámetros

masterKey

Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.

Devolución

Devuelve el blob OATH.

Excepciones

TacException

generateOATHTotpBlob() [2/2]

byte[] generateOATHTotpBlob	(	Cadena	masterKey,
		byte	seedLen,
		byte	truncationOffset,
		int	timeStep,
		largo	t0 ) lanza una TacException

Genera un blob OATH TOTP(Time-based One-Time Password).

También conocido como OTP por tiempo. La semilla se genera dentro del HSM.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
seedLen	Establece el tamaño de la semilla OATH. Se aceptan los siguientes valores. Valor Tamaño en bytes TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA1_LEN 20 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA256_LEN 32 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA512_LEN 64
truncationOffset	Se subvenciona el siguiente importe: Valor Significado TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_DYN_TRUNC Define el algoritmo de "truncamiento" como dinámico.
timeStep	Valor del paso de tiempo en segundos. Además de establecer el paso de tiempo en segundos para las manchas TOTP, también se admiten los siguientes valores. Valor Significado TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_DEFAULT_TIME_STEP Utilice el valor predeterminado de paso de tiempo del HSM, actualmente 30 s. TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_HOTP_TS Utilice este valor cuando trate con HOTP.
t0	Valor temporal inicial. Valor Significado TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_HOTP_T0 Utiliza el valor por defecto de HSM.

Devolución

Devuelve el blob OATH.

Excepciones

TacException

importOATHTotpBlob() [1/2]

byte[] importOATHTotpBlob	(	Cadena	masterKey,
		byte[]	semilla,
		byte	truncationOffset,
		int	timeStep,
		largo	t0,
		booleano	useDefaultMovingFactor,
		largo	movingFactor ) lanza una TacException

Genera un blob OATH TOTP(Time-based One-Time Password).

También conocido como OTP por tiempo. La semilla es importada por la persona que llama.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
semilla	Defina una semilla OATH. Se aceptan los siguientes tamaños. Valor Tamaño en bytes TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA1_LEN 20 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA256_LEN 32 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA512_LEN 64
truncationOffset	Se subvenciona el siguiente importe: Valor Significado TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_DYN_TRUNC Define el algoritmo de "truncamiento" como dinámico.
timeStep	Valor del paso de tiempo en segundos. Además de establecer el paso de tiempo en segundos para las manchas TOTP, también se admiten los siguientes valores. Valor Significado TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_DEFAULT_TIME_STEP Utilice el valor predeterminado de paso de tiempo del HSM, actualmente 30 s. TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_HOTP_TS Utilice este valor cuando trate con HOTP.
t0	Valor temporal inicial. Valor Significado TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_HOTP_T0 Utiliza el valor por defecto de HSM.
useDefaultMovingFactor	Establézcalo a true para utilizar el factor móvil por defecto o a false para especificar un factor móvil en movingFactor.
movingFactor	Define el incremento inicial del cliente antes de la utilización. Además de establecer el incremento manualmente, puede utilizar los valores de la tabla siguiente. Valor Significado TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_INIT_MF Utiliza el valor estándar del factor móvil.

Devolución

Devuelve el blob OATH.

Excepciones

TacException

importOATHTotpBlob() [2/2]

byte[] importOATHTotpBlob	(	Cadena	masterKey,
		byte[]	semilla ) lanza una TacException

Genera un blob OATH TOTP(Time-based One-Time Password).

También conocido como OTP por tiempo. La semilla es importada por la persona que llama.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
semilla	Defina una semilla OATH. Se aceptan los siguientes tamaños. Valor Tamaño en bytes TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA1_LEN 20 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA256_LEN 32 TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_SHA512_LEN 64

Devolución

Devuelve el blob OATH.

Excepciones

TacException

getOATHSeed()

byte[] getOATHSeed	(	Cadena	masterKey,
		byte[]	blob ) lanza una TacException

Recupera la semilla de la mancha OATH.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
blob	blob OATH.

Devolución

Semilla asociada a la mancha OATH.

Excepciones

TacException

getNextOATHOTP()

String getNextOATHOTP	(	Cadena	masterKey,
		int	otpLen,
		byte[]	oathBlob ) lanza una TacException

Genera el siguiente OTP a partir del blob OATH proporcionado.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
otpLen	Tamaño de la OTP que se generará. Tamaño mínimo TacNDJavaLib . ISSUE_OATH_MIN_OTP_LEN y máximo TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_MAX_OTP_LEN.
oathBlob	que se utilizará para generar el OTP. Este búfer no se modificará.

Devolución

Devuelve el OTP generado.

Excepciones

TacException

checkOATHBlobOTP()

byte[] checkOATHBlobOTP	(	Cadena	masterKey,
		Cadena	otp,
		byte[]	oathBlob ) lanza una TacException

Comprueba un valor OTP para un blob dado OATH.

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
otp	OTP a comprobar. Tamaño mínimo TacNDJavaLib . ISSUE_OATH_MIN_OTP_LEN y máximo TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_MAX_OTP_LEN.
oathBlob	blob que tendrá el OTP comprobado. Este búfer se reescribirá con el búfer actualizado.

Devolución

blob OATH actualizado.

Excepciones

TacException

Notas

Si el error D_OATH_BLOB_UPDATE es lanzado, esta llamada debe ser rehecha pasando el oathBlob con un tamaño de ISSUE_OATH_OUTPUT_MAX_BLOB_LEN que contenga el blob actual, para que el blob sea actualizado. Ver detalles en la especificación de OATH_UPDATE_BLOB.

resincOATHBlobOTP()

byte[] resyncOATHBlobOTP	(	Cadena	masterKey,
		Cadena	otp1,
		Cadena	otp2,
		byte[]	oathBlob ) lanza una TacException

Vuelve a sincronizar una nota OATH mostrando dos valores OTP continuos.

Sólo para HOTP (OTP por evento).

Parámetros

masterKey	Nombre de la clave maestra utilizada para proteger los blobs.
otp1	Primera OTP. Tamaño mínimo TacNDJavaLib . ISSUE_OATH_MIN_OTP_LEN y máximo TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_MAX_OTP_LEN.
otp2	Segundo OTP. Tamaño mínimo TacNDJavaLib . ISSUE_OATH_MIN_OTP_LEN y máximo TacNDJavaLib.ISSUE_OATH_MAX_OTP_LEN.
oathBlob	blob que tendrá el OTP comprobado. Este búfer se reescribirá con el búfer actualizado.

Devolución

blob OATH actualizado.

Excepciones

TacException

Notas

A partir de la versión de firmware 4.0.2, la ventana se ampliará hasta 200 intervalos. En el caso de tokens HOTP los intervalos se contarán por número de eventos, en el caso de tokens TOTP se contarán por número de time-steps. Si se lanza el error D_OATH_BLOB_UPDATE, esta llamada debe ser rehecha pasando el oathBlob con un tamaño de ISSUE_OATH_OUTPUT_MAX_BLOB_LEN que contenga el blob actual, para que el blob sea actualizado. Ver detalles en la especificación de OATH_UPDATE_BLOB.