今早收到邮件，GitHub要求用户强制开启两步验证：
打开GitHub的设置，却发现推荐的两步验证方法要求下载1Password/Authy/Microsoft Authenticator等APP。
可是1password是个收费软件，而且还不便宜。
第二个通过手机短信验证码的方式，还不支持中国大陆的手机号：Countries where SMS authentication is supported - GitHub Docs
怎么办呢？
自己动手，丰衣足食！
首先看看这种验证机制的原理。
基于时间的一次性密码（time-based one-time password, TOTP）的原理
基于时间的一次性密码（Time-based One-Time Password，TOTP）是一种双因素身份验证（2FA）方法，它根据共享的密钥和当前时间生成唯一的临时密码。TOTP通常用作在线账户的额外安全层，帮助防止未经授权的访问。TOTP是一种在RFC 6238下标准化的算法。
以下是TOTP工作原理的简要概述：
- 密钥生成：在为帐户设置TOTP时，将生成一个唯一的密钥。该密钥在用户设备（通常是智能手机）和认证服务器之间共享。密钥通常表示为二维码，以便轻松设置。
- 时间同步：用户设备和认证服务器需要同步到相同的时间源。TOTP算法依赖于当前时间来生成一次性密码。
- OTP生成：TOTP算法将密钥和当前时间结合起来，应用加密哈希函数（例如SHA-1、SHA-256或SHA-512）生成一次性密码。此密码通常包含6-8位数字，并具有有限的有效期，例如30或60秒。
- OTP验证：当用户尝试登录时，他们输入常规密码以及由TOTP应用程序或设备生成的一次性密码。然后，认证服务器根据共享密钥和当前时间独立生成预期的OTP。如果用户输入的OTP与服务器生成的OTP匹配，则授权访问。
由于一次性密码经常更改（每30或60秒），即使攻击者设法截获有效的OTP，他们也只有非常有限的时间窗口来使用它。这为认证过程增加了额外的安全层，使未经授权的用户更难以访问帐户。
简单来说，TOTP就是在用户和系统之间共享密钥，并同步时间，然后计算一个基于时间的函数，验证双方得到的结果是否一致。
使用Python代码来实现自己的TOTP计算器
要使用 Python 计算 TOTP，可以使用 pyotp 库。首先使用 pip 安装库：pip install pyotp
安装库后，可以使用以下示例生成和验证 TOTP 代码：
import pyotp
import time
# 生成一个密钥（base32 编码）
secret_key = pyotp.random_base32()
# 使用密钥和时间间隔（默认为 30 秒）创建一个 TOTP 对象
totp = pyotp.TOTP(secret_key)
# 生成当前的 OTP
current_otp = totp.now()
print(f"当前 OTP: {current_otp}")
# 验证 OTP（为演示目的，我们使用刚生成的 OTP）
is_valid = totp.verify(current_otp)
print(f"OTP 是否有效？ {is_valid}")
# 为了演示 OTP 有效性窗口，等待下一个时间间隔
time.sleep(31)
# 再次尝试验证 OTP（由于时间窗口已过，应该无效）
is_valid = totp.verify(current_otp)
print(f"OTP 仍然有效吗？ {is_valid}")此示例生成一个随机密钥，创建一个 TOTP 对象，生成当前的 OTP 并验证它。验证分两次进行：一次是立即进行，一次是在时间间隔过后进行，以演示 OTP 的有效性窗口。
请注意，在现实世界的情况下，在设置过程中，密钥将在用户设备和认证服务器之间共享，服务器将独立生成 OTP 以进行验证。所以，如果你想自己从密钥生成TOTP，只需要：
import pyotp
secret_key = 'whatever_your_key_is'
print(pyotp.TOTP(secret_key).now())有关更多信息和高级用法，请参阅 pyotp 文档：https://github.com/pyauth/pyotp
Chrome插件
如果你不想用Python来自己计算，也可以使用一些第三方的插件。在这里我推荐一个叫做Authenticator的插件，它不会联网，不上传用户的数据，只是静静地为你计算TOTP验证码。
传送地址：https://chrome.google.com/webstore/detail/authenticator/bhghoamapcdpbohphigoooaddinpkbai/
使用方式很简单，只需要在安装好了之后点击扫描二维码，然后用鼠标选取二维码区域，就可以啦。
GPT-4使用声明
“使用Python代码来实现自己的TOTP计算器”的部分由GPT-4完成，提问过程见下图。
这个过程中，我提了四个问题：
Can you tell me what is "time-based one-time password (TOTP)" and how it works?
How to calculate TOTP using python?
请把第一个回答翻译成中文。
请将第二份回答翻译成中文，代码应该保持英文，但是要为每一行代码加上中文注释。
