多要素認証(MFA)のコードを自動的に入力する USB キーボードです。 CH32V203C8 で動作確認していますが、K8 でも動くと思います。
TOTP コードの計算には、 TOTP-MCU を使用しています。 現状では6桁決め打ちですが、有名どころはすべてそうですので問題ないかと思います。
totpkey.h に秘密鍵を書き込みます。
例として、PyOTP のサンプルキーが登録されていますので、https://totp.danhersam.com/ で確認することができます。
Base32 でエンコードされている場合は、適当なデコードツールでデコードしてください。
耐タンパー性とか考慮していないので、秘密鍵が盗まれたくないような場合にはコードプロテクションを掛けてください。
main.c の先頭に TIMEZONE 設定と、unlock コードの設定がありますので、適宜変更してください。
unlock コードは 1,2,8 が、それぞれ左、右、OKボタンを示しています。
デフォルトではフルキーボードの 0-9 のキーを押したことになります。
メインのキーボードで Shift などが押されていると、違うキーが入力されます。(すくなくとも Windows では)
キーの入力間隔が短いと、取りこぼしが発生することがありますので、発生した場合は KEYINTERVAL の値を調整してください。
必要なものは以下の通りです
- SSD 1306 OLED (128x32 pixels)
- キースイッチ (3個)
- NRST / Boot0 用スイッチ (USB経由でファームウェアを書き込むため)
- RTC 用水晶発振器(32.768kHz) + コンデンサ
- RTC 用電池(コイン電池) + (ショットキー)ダイオード
- USB コネクタ
- USART 用ピンヘッダ
- 3.3V LDO
- パスコン
- プルアップ抵抗
それぞれ以下のように配線します。
- OLED -> PB6/PB7
- Keypad -> PB0(Left)/PB1(Right)/PB3(OK)
- USBD -> PA11/PA12
- USART1 -> PA9/PA10
- Xtal (32.768kHz) -> PC14/PC15
参考回路図はこんな感じになります。
最初は RTC が初期化されていませんので、時刻入力待ちになります。 YYMMDDhhmm の形式でシリアルポートから時刻を入力します。 RTC を設定すると、通常動作モードに移行します。
世の中の MFA を利用するサイトでは、同期処理として登録時に 2 個の連続したコードを入力するように求められると思いますので、
最初に時間設定→秘密鍵の設定＆リビルド→FW更新→サイトとの同期
の順で登録することになるかと思います。
- PC 接続待ち
PC と USB 接続されると、次の待機モードに移ります。 USB 接続が切れると、接続待ちモードに戻ります。
- 待機モード
キー入力待ちモードです。何かキーを押すと、アンロックモードに移ります。 キー入力が一定時間ない場合に、待機モードに戻ります。
- アンロックモード
設定したキーの組み合わせ(6個)を順に入力して解除します。 ロックに失敗すると、待機モードに戻ります。
- TOTP 入力モード
左右キーでコード選択。OK でコードを入力します。
- RTC 設定モード
TOTP 入力モードで、最後のキーの次のキーの代わりに、RTC 設定モードが表示されます。 OK を押すと、設定モードに入ります。
設定モードでは時刻調整(プラスマイナス30秒)ができるので、00秒のタイミングで OK を押すと時刻設定されます。 2回目以降で「前回の時刻設定から 100000 秒以上経過している」場合には、RTC の微調整が同時に実行されます。
今回は RTC と USBD の組み合わせということで、MFA コード入力キーボードを作ってみました。
USB は、WCH SDK の CompositeKM をほぼそのまま使っています。 元々キーボードとマウスの機能がありましたが、マウスの機能を削除しています。
RTCも SDK ほぼそのままです。ただ水晶の精度があまりよくないので、Calibration レジスタを使った補正機能をつけています。 TOTP の仕様上、サーバ上で多少のずれは許容するようになっているとはおもいますが、念のため付けました。
100万秒(=２週間)以上の間隔を開けて時間調整すると、ほぼ正確な値になるんじゃないかと思います。
最初の時刻設定はキースイッチでやる方がいいのかな…？