版本94和95间的区别
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这个模式支持HMAC-SHA1和Yubico OTP两种算法。

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
        1. MacOS登录
        2. Windows登录
        3. SSH登录
      3. OpenPGP
    3. OTP
      1. 静态密码
      2. Yubico OTP
        1. 安全风险
      3. Challenge-Response
        1. LUKS Full Disk Encryption
      4. OATH-HOTP
  2. 应用
  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：Static Password, Yubico OTP, Challenge-Response, Legacy 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可能会有三种不同的物理接口：

  • USB
  • NFC
  • Lightning。

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。

2.2.1. 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。

2.2.2. Windows登录

https://support.yubico.com/hc/en-us/articles/360013708460-Yubico-Login-for-Windows-Configuration-Guide

2.2.3. SSH登录

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。

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。

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 1

3.2. Yubico OTP

3.2.1. 安全风险

由于Yubico OTP使用对称加密，密钥不仅存储在Yubikey中，也存在验证服务器上，所以验证服务器本身的安全极其关键。而且该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。

3.3. Challenge-Response

这个模式支持HMAC-SHA1和Yubico OTP两种算法。

3.3.1. LUKS Full Disk Encryption

https://github.com/agherzan/yubikey-full-disk-encryption

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。

应用

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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