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== 功能接口 == <<TableOfContents>>
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YubiKey总共有三种功能接口：FIDO、OTP和CCID。一个YubiKey 5系（比如YubiKey 5 NFC等）同时支持三种接口，而Yubico Security Key只支持FIDO接口。 = 功能接口 =
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YubiKey总共有三种功能接口：OTP、FIDO和CCID。一个YubiKey 5系（比如YubiKey 5 NFC等）同时支持三种接口，而Yubico Security Key只支持FIDO接口。

 * OTP：静态密码, Yubico OTP, Challenge-Response, 传统的OATH-HOTP
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 * OTP：Static Password, Yubico OTP, Challenge-Response, Legacy OATH-HOTP
行号 11: 行号 13:
功能接口不同于物理接口。不同型号的YubiKey可能会有三种不同的物理接口：

 * USB
 * NFC
 * Lightning。		 功能接口不同于物理接口。不同型号的YubiKey可能会有不同的物理接口，比如USB-A、USB-C、NFC、Lightning等。
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=== FIDO === == FIDO ==
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系统将YubiKey的FIDO接口识别为一个HID设备。YubiKey通过该接口来支持FIDO联盟的[[https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%80%9A%E7%94%A8%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E5%9B%A0%E7%B4%A0|U2F协议]]以及更新版的[[https://zh.wikipedia.org/wiki/FIDO2|FIDO2协议]]，提供网站登陆的二次验证（2FA）以及无密码登陆功能。该二次验证方式比传统的TOTP更加安全（防止MITM）、更加方便（只需轻触无需输入）。 系统将YubiKey的FIDO接口识别为一个HID设备。YubiKey通过该接口来支持FIDO联盟的[[https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%80%9A%E7%94%A8%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E5%9B%A0%E7%B4%A0|U2F协议]]以及更新版的[[https://zh.wikipedia.org/wiki/FIDO2|FIDO2协议]]，提供网站登录的二次验证（2FA）以及无密码登录功能。该二次验证方式比传统的TOTP更加安全（防止MITM）、更加方便（只需轻触无需输入）。
行号 25: 行号 23:
==== 使用方法 ==== 许多其他厂商的硬件密钥也支持FIDO U2F或者FIDO2协议，比如[[https://solokeys.com/|SoloKeys]]和[[https://www.nitrokey.com/|Nitrokey]]等。
行号 27: 行号 25:
这是使用最方便的一种模式。FIDO2和U2F的使用方法几乎一致： === FIDO2 ===
行号 29: 行号 27:
 1. 在支持该功能的网站中添加YubiKey
 1. 登陆时在看到浏览器提示后轻触YubiKey		 FIDO2需要浏览器支持Webauthn协议（现代浏览器都支持）。
行号 32: 行号 29:
==== FIDO2与U2F的区别 ==== 这是YubiKey使用最方便的一种模式。
行号 34: 行号 31:
  === CCID ===  1. 第一次使用可以在 YubiKey Manager -> Applications -> FIDO2 中设置FIDO2 PIN。
 1. 在支持该功能的网站中找到二次验证或者无密码登录设置，选择添加YubiKey
 1. 登录时在看到浏览器提示后轻触YubiKey，然后输入FIDO2 PIN。

FIDO2的高级应用场景

 * 与LUKS集成 [[https://0pointer.net/blog/unlocking-luks2-volumes-with-tpm2-fido2-pkcs11-security-hardware-on-systemd-248.html]]
 * SSH登录 [[https://wiki.archlinux.org/title/SSH_keys#FIDO/U2F]]

=== U2F ===

U2F是FIDO2的前身，基本上已经被FIDO2取代。使用方法和FIDO2几乎一样，主要用于二次验证，但不支持PIN保护和无密码登录。

不同于FIDO2的Webauthn标准协议，U2F需要浏览器有针对U2F的特殊支持。兼容U2F的硬件密钥都可以兼容FIDO2，但反之不然。

== CCID ==
行号 39: 行号 50:
==== OATH ==== === OATH ===
行号 46: 行号 57:
以上两种验证码，都可以通过Yubico Authenticator应用来输入密钥及生成二次验证码。 以上两种验证码，都可以通过Yubico Authenticator应用来输入密钥及生成二次验证码，具体方法参考 https://github.com/iamtwz/yubikey-handbook-chinese/blob/master/oath/yubico-authenticator.md
行号 48: 行号 59:
==== PIV ==== === PIV ===
行号 50: 行号 61:
==== OpenPGP ==== PIV模块可用于存储非对称加密密钥，并可进行登录、验证、加密解密等操作。
行号 52: 行号 63:
PIV模块共有四个可以直接存储的槽可以储存四个证书。此外还有20个槽用于存储历史证书，以方便解密过去的密文。
行号 53: 行号 65:
=== OTP ===  * 9a 插槽：PIV 验证。验证智能卡和持卡人（比如用于操作系统登录、ssh、wifi、OpenVPN、curl、Android code、Mac code、屏幕自动解锁）。通常 PIN 只会请求一次，在后续操作中可能会被重复使用。
 * 9c 插槽：电子签名。签名对象（Android code 签名、Mac code 签名、储存中间 CA 私钥签名）。一般来说，每次操作都需要验证 PIN。
 * 9d 插槽：钥匙管理。以保密为目的加密对象时，通常 PIN 只需要请求一次，在后续操作中可以重复使用。
 * 9e 插槽：安全卡验证。当需要物理手段进行验证时（比如门锁），通常情况不需要验证 PIN。
行号 55: 行号 70:
这是从最初版本的YubiKey继承下来的传统接口，系统会将该接口识别为一个键盘设备，支持静态密码、Yubico OTP、HMAC-SHA1 Challenge-Response以及传统的OATH-HOTP（新的OATH通过CCID接口实现）四种功能。 第一次使用PIV功能，需要设置PIN。
 * 打开YubiKey Manager -> Applications -> PIV，点击Configure PINs
 * 分别设置PIN，PUK和Management Key。默认的PIN、PUK和Management Key分别为：123456，12345678和010203040506070801020304050607080102030405060708。

基于PIV的应用场景很多，可以实现SSH登录、操作系统登录、全盘加密等，以下就常见应用举例。

 * MacOS登录: 打开 YubiKey Manager -> Applications -> PIV，点击Setup for macOS可以完成配对。配对完成后下次登录，只需要输入PIV PIN而无需输入系统密码。
 * Windows登录: [[https://support.yubico.com/hc/en-us/articles/360013708460-Yubico-Login-for-Windows-Configuration-Guide]]

 * SSH登录:
   * [[https://ruimarinho.gitbooks.io/yubikey-handbook/content/ssh/authenticating-ssh-with-piv-and-pkcs11-client/|ssh-agent + opensc]]
   * [[https://developers.yubico.com/PIV/Guides/SSH_with_PIV_and_PKCS11.html|ssh-agent + pkcs11]]
   * [[https://github.com/FiloSottile/yubikey-agent|yubikey-agent]]
   * [[https://github.com/TritonDataCenter/pivy#using-pivy-agent|pivy-agent]]

=== OpenPGP ===

 * 导入密钥： https://github.com/iamtwz/yubikey-handbook-chinese/blob/master/openpgp/importing-keys.md
 * 设置PIN： https://github.com/iamtwz/yubikey-handbook-chinese/blob/master/openpgp/editing-metadata.md
 * 为密钥设置触摸保护： https://github.com/a-dma/yubitouch

OpenPGP的应用场景很多，以下仅就常见的应用举例。

 * SSH登录 https://github.com/iamtwz/yubikey-handbook-chinese/blob/master/openpgp/authenticating-ssh-with-gpg.md
 * Git签名 https://ruimarinho.gitbooks.io/yubikey-handbook/content/openpgp/git-signing/
 * Docker内容信任 https://ruimarinho.gitbooks.io/yubikey-handbook/content/docker-content-trust/

== OTP ==

这是从最初版本的YubiKey继承下来的传统接口，系统会将该接口识别为一个键盘设备。该接口的名字因为最初只支持Yubico OTP而命名，如今它具有误导性，因为它支持静态密码、Yubico OTP、Challenge-Response以及传统的OATH-HOTP（新的OATH通过CCID接口实现）四种功能。
行号 61: 行号 105:
==== 静态密码 ====  * OTP下的模式要么无加密（Static password），要么功能受限（OATH-HOTP仅支持一组密钥），要么使用对称加密（密钥不仅存储在Yubikey中，也存在验证服务器上，验证服务器本身的安全性限制了这种模式的安全性），而且Yubico OTP协议容易受到依赖目标系统与验证服务器的连接安全，因此需要目标系统通过HTTPS或者HMAC来验证验证服务器。总之相对U2F等更现代的协议，此协议相对更不安全。
 * 由于键盘布局的问题，这种模式能完全正常使用的字符是有限制的。Yubico OTP通过使用ModHex[[https://resources.yubico.com/53ZDUYE6/as/9hccqgx9bwwqq96mhkk8jb4h/Static_Password_Function.pdf|1]]绕过了这种限制，但静态密码就没有这么幸运了。
行号 63: 行号 108:
通过YubiKey Manager可以设置静态密码。 === 静态密码 ===
行号 65: 行号 110:
使用时轻触或者长按YubiKey即可在当前光标处输入提前设置的密码。 通过YubiKey Manager可以设置静态密码。使用时轻触或者长按YubiKey即可在当前光标处输入提前设置的密码。
行号 67: 行号 112:
注意事项：
 * 首先，这是非常不安全的模式，任何人获得你的YubiKey都可以得到你设置的密码。
 * 其次，由于键盘布局的问题，这种模式能完全正常使用的字符是有限制。详见 [[https://resources.yubico.com/53ZDUYE6/as/9hccqgx9bwwqq96mhkk8jb4h/Static_Password_Function.pdf]]		 === Yubico OTP ===
行号 71: 行号 114:
==== Yubico OTP ==== 这种模式下，YubiKey通过对称加密算法生成一次性的token发送给服务器进行验证。服务器拥有和YubiKey一样的对称加密密钥，通过解密token来验证用户身份。
行号 73: 行号 116:
==== HMAC-SHA1 Challenge-Response ==== YubiKey在出厂时已经内置了一组密钥。如果使用Yubico提供的YubiCloud服务器进行验证，则无需任何配置。
行号 75: 行号 118:
==== OATH-HOTP ==== 注意：出厂密钥具有一个特殊的前缀CC，如果清除后则无法再生成。某些服务强制需要使用CC前缀的密钥。
行号 77: 行号 120:
== 参考资料 == 支持该模式的服务有： https://www.yubico.com/ca/works-with-yubikey/catalog/?protocol=3&sort=popular-for-individuals

=== Challenge-Response ===

这个模式下YubiKey可以根据事先存储的密钥对输入值进行变换，输出一个哈希值。YubiKey支持HMAC-SHA1和Yubico OTP两种算法。

使用方法

 * 在YubiKey Manager -> Applications -> OTP -> Configure 选择 Challenge-response，生成一个新密钥或者输入一个以前的密钥。

主要使用场景有

 * LUKS Full Disk Encryption [[https://github.com/agherzan/yubikey-full-disk-encryption]]
 * 登录Mac https://developers.yubico.com/yubico-pam/MacOS_X_Challenge-Response.html
 * 在KeepassXC中保护密码数据库 https://keepassxc.org/docs/KeePassXC_UserGuide.html#_database_settings
 * 其它支持该协议的服务有： https://www.yubico.com/ca/works-with-yubikey/catalog/?protocol=8&sort=popular

=== OATH-HOTP ===

这个功能和基于CCID接口的[[#OATH|OATH-HOTP]]所提供的功能相同。区别是这个功能只支持一组密钥，CCID接口支持32组密钥；这个功能激活更方便，只需要轻触或者长按即可，无需软件支持，而CCID接口需要Yubico Authenticator应用支持。

使用方式
 * 在YubiKey Manager -> Applications -> OTP -> Configure选择OATH-HOTP，然后输入密钥。
 * 在需要输入验证码时，轻触或者长按YubiKey。

支持HOTP的服务列表： https://www.yubico.com/ca/works-with-yubikey/catalog/?protocol=2&sort=popular

= 应用下载 =

 * [[https://www.yubico.com/support/download/yubikey-manager/|YubiKey Manager]]: YubiKey配置工具
 * [[https://www.yubico.com/products/yubico-authenticator/|Yubico Authenticator]]: 二次验证码生成工具
 * [[https://www.yubico.com/support/download/smart-card-drivers-tools/|YubiKey Smart Card Minidriver (Windows)]]: Windows智能卡驱动

= 固件版本 =

Yubico [[https://support.yubico.com/hc/en-us/articles/360013708760-YubiKey-Firmware-Is-Not-Upgradeable|声称]]为了安全起见，YubiKey的固件是无法升级的。所以购买YubiKey时除了留意硬件规格，还要留意固件版本。

 * 有些固件版本有已知的安全漏洞： https://www.yubico.com/support/security-advisories/
 * 有些功能只在新版本的固件中支持
   * https://docs.yubico.com/hardware/yubikey/yk-5/tech-manual/yk5-overview-5.4.html#
   * https://www.yubico.com/blog/whats-new-in-yubikey-firmware-5-2-3/

= 参考资料 =
行号 84: 行号 169:
 * YubiKey Handbook [[https://ruimarinho.gitbooks.io/yubikey-handbook/content/]]  * YubiKey Handbook [[https://ruimarinho.gitbooks.io/yubikey-handbook/content/]] - [[https://github.com/iamtwz/yubikey-handbook-chinese|中文版]]
行号 87: 行号 172:
 * [[https://developers.yubico.com/PIV/Guides/Securing_SSH_with_OpenPGP_or_PIV.html|三种SSH登录方式比较]]

Yubico公司生产的一种安全密钥，可用于多种身份认证、二次认证、公钥加密场景。

目录

  1. 功能接口
    1. FIDO
      1. FIDO2
      2. U2F
    2. CCID
      1. OATH
      2. PIV
      3. OpenPGP
    3. OTP
      1. 静态密码
      2. Yubico OTP
      3. Challenge-Response
      4. OATH-HOTP
  2. 应用下载
  3. 固件版本
  4. 参考资料

功能接口

YubiKey总共有三种功能接口：OTP、FIDO和CCID。一个YubiKey 5系（比如YubiKey 5 NFC等）同时支持三种接口，而Yubico Security Key只支持FIDO接口。

  • OTP：静态密码, Yubico OTP, Challenge-Response, 传统的OATH-HOTP
  • FIDO：FIDO2，U2F
  • CCID：OpenPGP, PIV, OATH

功能接口不同于物理接口。不同型号的YubiKey可能会有不同的物理接口，比如USB-A、USB-C、NFC、Lightning等。

通过YubiKey Manager -> Interfaces 可以设置各个接口和功能的开启状态（OTP接口下的四种功能只能一起关闭或者打开）。

1. FIDO

系统将YubiKey的FIDO接口识别为一个HID设备。YubiKey通过该接口来支持FIDO联盟的U2F协议以及更新版的FIDO2协议，提供网站登录的二次验证（2FA）以及无密码登录功能。该二次验证方式比传统的TOTP更加安全（防止MITM）、更加方便（只需轻触无需输入）。

支持该功能的网站包括Google、Twitter、Facebook、Github等等（完整列表详见 1 以及 2 ）。该功能也需要设备和浏览器的支持，最新版本的各种浏览器以及Android（无谷歌框架的安卓系统无法支持）、iOS系统（13+）均支持该功能。

许多其他厂商的硬件密钥也支持FIDO U2F或者FIDO2协议，比如SoloKeys和Nitrokey等。

1.1. FIDO2

FIDO2需要浏览器支持Webauthn协议（现代浏览器都支持）。

这是YubiKey使用最方便的一种模式。

  1. 第一次使用可以在 YubiKey Manager -> Applications -> FIDO2 中设置FIDO2 PIN。

  2. 在支持该功能的网站中找到二次验证或者无密码登录设置，选择添加YubiKey

  3. 登录时在看到浏览器提示后轻触YubiKey，然后输入FIDO2 PIN。

FIDO2的高级应用场景

1.2. U2F

U2F是FIDO2的前身，基本上已经被FIDO2取代。使用方法和FIDO2几乎一样，主要用于二次验证，但不支持PIN保护和无密码登录。

不同于FIDO2的Webauthn标准协议，U2F需要浏览器有针对U2F的特殊支持。兼容U2F的硬件密钥都可以兼容FIDO2，但反之不然。

2. CCID

系统会将YubiKey的CCID接口识别为一个智能卡读卡器，不同的YubiKey功能会被识别为读卡器上不同的智能卡。YubiKey通过该接口支持PIV、OpenPGP以及OATH三种功能。

2.1. OATH

OATH是一种生成二次验证码的标准，包括TOTP和HOTP两种验证码。通过这个接口使用OATH功能可以存储32组密钥，与此相对的，通过OTP接口使用OATH-HOTP只能存储一组密钥。

  • TOTP: 此模式即Google Authenticator等二次验证应用所使用的算法，此算法依赖当前时间，而YubiKey没有内建时钟，所以依赖YubiKey所连接的设备的时间。

  • HOTP: 此模式和TOTP类似，但不依赖时间而是依赖计数器来生成验证码。每生成一次验证码，内部计数器加1。

以上两种验证码，都可以通过Yubico Authenticator应用来输入密钥及生成二次验证码，具体方法参考 https://github.com/iamtwz/yubikey-handbook-chinese/blob/master/oath/yubico-authenticator.md

2.2. PIV

PIV模块可用于存储非对称加密密钥，并可进行登录、验证、加密解密等操作。

PIV模块共有四个可以直接存储的槽可以储存四个证书。此外还有20个槽用于存储历史证书，以方便解密过去的密文。

  • 9a 插槽：PIV 验证。验证智能卡和持卡人（比如用于操作系统登录、ssh、wifi、OpenVPN、curl、Android code、Mac code、屏幕自动解锁）。通常 PIN 只会请求一次，在后续操作中可能会被重复使用。
  • 9c 插槽：电子签名。签名对象（Android code 签名、Mac code 签名、储存中间 CA 私钥签名）。一般来说，每次操作都需要验证 PIN。
  • 9d 插槽：钥匙管理。以保密为目的加密对象时，通常 PIN 只需要请求一次，在后续操作中可以重复使用。
  • 9e 插槽：安全卡验证。当需要物理手段进行验证时（比如门锁），通常情况不需要验证 PIN。

第一次使用PIV功能，需要设置PIN。

  • 打开YubiKey Manager -> Applications -> PIV，点击Configure PINs

  • 分别设置PIN，PUK和Management Key。默认的PIN、PUK和Management Key分别为：123456，12345678和010203040506070801020304050607080102030405060708。

基于PIV的应用场景很多，可以实现SSH登录、操作系统登录、全盘加密等，以下就常见应用举例。

2.3. OpenPGP

OpenPGP的应用场景很多，以下仅就常见的应用举例。

3. OTP

这是从最初版本的YubiKey继承下来的传统接口，系统会将该接口识别为一个键盘设备。该接口的名字因为最初只支持Yubico OTP而命名，如今它具有误导性，因为它支持静态密码、Yubico OTP、Challenge-Response以及传统的OATH-HOTP（新的OATH通过CCID接口实现）四种功能。

OTP接口有两个槽，分别对应轻触和长按YubiKey。每个槽都可以配制成四个功能中的任意一个。

注意：如非必要，尽量使用前面两种模式而不是这种模式。

  • OTP下的模式要么无加密（Static password），要么功能受限（OATH-HOTP仅支持一组密钥），要么使用对称加密（密钥不仅存储在Yubikey中，也存在验证服务器上，验证服务器本身的安全性限制了这种模式的安全性），而且Yubico OTP协议容易受到依赖目标系统与验证服务器的连接安全，因此需要目标系统通过HTTPS或者HMAC来验证验证服务器。总之相对U2F等更现代的协议，此协议相对更不安全。

  • 由于键盘布局的问题，这种模式能完全正常使用的字符是有限制的。Yubico OTP通过使用ModHex1绕过了这种限制，但静态密码就没有这么幸运了。

3.1. 静态密码

通过YubiKey Manager可以设置静态密码。使用时轻触或者长按YubiKey即可在当前光标处输入提前设置的密码。

3.2. Yubico OTP

这种模式下，YubiKey通过对称加密算法生成一次性的token发送给服务器进行验证。服务器拥有和YubiKey一样的对称加密密钥，通过解密token来验证用户身份。

YubiKey在出厂时已经内置了一组密钥。如果使用Yubico提供的YubiCloud服务器进行验证，则无需任何配置。

注意：出厂密钥具有一个特殊的前缀CC，如果清除后则无法再生成。某些服务强制需要使用CC前缀的密钥。

支持该模式的服务有： https://www.yubico.com/ca/works-with-yubikey/catalog/?protocol=3&sort=popular-for-individuals

3.3. Challenge-Response

这个模式下YubiKey可以根据事先存储的密钥对输入值进行变换，输出一个哈希值。YubiKey支持HMAC-SHA1和Yubico OTP两种算法。

使用方法

  • 在YubiKey Manager -> Applications -> OTP -> Configure 选择 Challenge-response，生成一个新密钥或者输入一个以前的密钥。

主要使用场景有

3.4. OATH-HOTP

这个功能和基于CCID接口的OATH-HOTP所提供的功能相同。区别是这个功能只支持一组密钥，CCID接口支持32组密钥；这个功能激活更方便，只需要轻触或者长按即可，无需软件支持，而CCID接口需要Yubico Authenticator应用支持。

使用方式

  • 在YubiKey Manager -> Applications -> OTP -> Configure选择OATH-HOTP，然后输入密钥。

  • 在需要输入验证码时，轻触或者长按YubiKey。

支持HOTP的服务列表： https://www.yubico.com/ca/works-with-yubikey/catalog/?protocol=2&sort=popular

应用下载

固件版本

Yubico 声称为了安全起见，YubiKey的固件是无法升级的。所以购买YubiKey时除了留意硬件规格，还要留意固件版本。

参考资料

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