TOTP算法，Luhn 解析

Luhn算法简述

Luhn算法，一般用于验证身份识别码，比如国际移动设备辨识码（IMEI），商标识别码。它不是一种安全的加密hash函数，设计的目的只是防止意外出错而不是恶意攻击

通过校验码对一串数字进行验证，校验码通常会被加到这串数字的末尾处，从而得到一个完整的身份识别码

==78 19032121 3233 X==

1-2位：识别码，固定数字XX（2），区别于其他支付码，

比如微信10-15开头（18位长度），支付宝25-30开头（16-24位）

云闪付62开头（16-19位）
3-10位：TOTP算法，60秒刷新一次（8位）
11-14位：随机数四位，通过获取登录用户的随机数在缓存中校验
15-17位：会员id十进制转八进制后截取最后三位，校验用户（3位）
18位：luhn算法，付款码正确性校验（1位）

Luhn算法

public static char getCheckCode(String nonCheckCode) {
    //43558784876107262
    char[] chs = nonCheckCode.trim().toCharArray();
    int luhmSum = 0;
    //i从最后一位开始
    //j从第一位开始
    for (int i = chs.length - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++) {
        int k = chs[i] - '0';
        if (j % 2 == 0) {
            //如果为奇数位，则*2
            //从最后一位开始，校验的时候为（包含校验位）偶数位，要得到校验位则是奇数位，也就是除了校验位第一位
            k *= 2;
            //如果是俩位数则十位数+个位数（-9）
            k = k / 10 + k % 10;
        }
        //其他位不做处理，将所有值相加
        luhmSum += k;
    }
    //示例43558784876107262
    //2->4 2->4 0->0 6->3 8->7 8->7 8->7 5->1 4->8
    //4+4+0+3+7+7+7+1+8+6+7+1+7+4+7+5+3=81
    //如果为0取0，10-luhmSum%10得到最后校验位
    //10-81%10=9
    //得到的校验位是9 所以正确号码为435587848761072629
    return (luhmSum % 10 == 0) ? '0' : (char) ((10 - luhmSum % 10) + '0');
}

TOTP算法：

基于时间戳算法的一次性密码，是时间同步，基于客户端的动态口令和动态口令验证服务器的时间比对，一般60秒，或者30，能够十分精确的保持正确的时钟，客户端和服务端基于时间计算的动态口令才能一致。

服务器登录动态密码验证
公司VPN登录双因素验证
银行转账动态密码
网银、网络游戏的实体动态口令牌
等基于时间有效性验证的应用场景

totp计算公式

1	TOTP(K, TC) = Truncate(HMAC-SHA-1(K, TC))

k密匙串，TC是一个函数，用于截取加密后的字符串

TC计算公式

1	TC = (T - T0) / T1

T ，当前时间戳，T0，起始时间，时间间隔，业务自定义

/**
     * 共享密钥
     */
    private static final String SECRET_KEY = "ga35sdia43dhqj6k3f0la";
 
    /**
     * 时间步长 单位:毫秒 作为口令变化的时间周期
     */
    private static final long STEP = 30000;
 
    /**
     * 转码位数 [1-8]
     */
    private static final int CODE_DIGITS = 8;
 
    /**
     * 初始化时间
     */
    private static final long INITIAL_TIME = 0;

/**
     * 生成一次性密码
     *
     * @param code 账户
     * @param pass 密码
     * @return String
     */
    public static String generateMyTOTP(String code, String pass) {
        if (EmptyUtil.isEmpty(code) || EmptyUtil.isEmpty(pass)) {
            throw new RuntimeException("账户密码不许为空");
        }
        long now = new Date().getTime();
        String time = Long.toHexString(timeFactor(now)).toUpperCase();
        return generateTOTP(code + pass + SECRET_KEY, time);
    }

private static byte[] hexStr2Bytes(String hex) {
        byte[] bArray = new BigInteger("10" + hex, 16).toByteArray();
        byte[] ret = new byte[bArray.length - 1];
        System.arraycopy(bArray, 1, ret, 0, ret.length);
        return ret;
    }
 
    private static String generateTOTP(String key, String time) {
        return generateTOTP(key, time, "HmacSHA1");
    }
 
 
    private static String generateTOTP256(String key, String time) {
        return generateTOTP(key, time, "HmacSHA256");
    }
 
    private static String generateTOTP512(String key, String time) {
        return generateTOTP(key, time, "HmacSHA512");
    }
 
    private static String generateTOTP(String key, String time, String crypto) {
        StringBuilder timeBuilder = new StringBuilder(time);
        while (timeBuilder.length() < 16)
            timeBuilder.insert(0, "0");
        time = timeBuilder.toString();
 
        byte[] msg = hexStr2Bytes(time);
        byte[] k = key.getBytes();
        byte[] hash = hmac_sha(crypto, k, msg);
        return truncate(hash);
    }
 
    /**
     * 截断函数
     *
     * @param target 20字节的字符串
     * @return String
     */
    private static String truncate(byte[] target) {
        StringBuilder result;
        int offset = target[target.length - 1] & 0xf;
        int binary = ((target[offset] & 0x7f) << 24)
                | ((target[offset + 1] & 0xff) << 16)
                | ((target[offset + 2] & 0xff) << 8) | (target[offset + 3] & 0xff);
 
        int otp = binary % DIGITS_POWER[CODE_DIGITS];
        result = new StringBuilder(Integer.toString(otp));
        while (result.length() < CODE_DIGITS) {
            result.insert(0, "0");
        }
        return result.toString();
    }
}

支付动态码，TOTP算法及luhn算法

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