doc/rfc2289.txt

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   7 Network Working Group                                        N. Haller
   8 Request for Comments: 2289                                    Bellcore
   9 Obsoletes: 1938                                                C. Metz
  10 Category: Standards Track                   Kaman Sciences Corporation
  11                                                              P. Nesser
  12                                             Nesser & Nesser Consulting
  13                                                               M. Straw
  14                                                               Bellcore
  15                                                          February 1998
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  18                        A One-Time Password System
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  20 Status of this Memo
  21
  22    This document specifies an Internet standards track protocol for the
  23    Internet community, and requests discussion and suggestions for
  24    improvements.  Please refer to the current edition of the "Internet
  25    Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state
  26    and status of this protocol.  Distribution of this memo is unlimited.
  27
  28 Copyright Notice
  29
  30    Copyright (C) The Internet Society (1998).  All Rights Reserved.
  31
  32 1.0 ABSTRACT
  33
  34    This document describes a one-time password authentication system
  35    (OTP). The system provides authentication for system access (login)
  36    and other applications requiring authentication that is secure
  37    against passive attacks based on replaying captured reusable
  38    passwords. OTP evolved from the S/KEY (S/KEY is a trademark of
  39    Bellcore) One-Time Password System that was released by Bellcore and
  40    is described in references [3] and [5].
  41
  42 2.0 OVERVIEW
  43
  44    One form of attack on networked computing systems is eavesdropping on
  45    network connections to obtain authentication information such as the
  46    login IDs and passwords of legitimate users. Once this information is
  47    captured, it can be used at a later time to gain access to the
  48    system. One-time password systems are designed to counter this type
  49    of attack, called a "replay attack" [4].
  50
  51    The authentication system described in this document uses a secret
  52    pass-phrase to generate a sequence of one-time (single use)
  53    passwords.  With this system, the user's secret pass-phrase never
  54    needs to cross the network at any time such as during authentication
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  63    or during pass-phrase changes. Thus, it is not vulnerable to replay
  64    attacks.  Added security is provided by the property that no secret
  65    information need be stored on any system, including the server being
  66    protected.
  67
  68    The OTP system protects against external passive attacks against the
  69    authentication subsystem. It does not prevent a network eavesdropper
  70    from gaining access to private information and does not provide
  71    protection against either "social engineering" or active attacks [9].
  72
  73 3.0 INTRODUCTION
  74
  75    There are two entities in the operation of the OTP one-time password
  76    system. The generator must produce the appropriate one-time password
  77    from the user's secret pass-phrase and from information provided in
  78    the challenge from the server. The server must send a challenge that
  79    includes the appropriate generation parameters to the generator, must
  80    verify the one-time password received, must store the last valid
  81    one-time password it received, and must store the corresponding one-
  82    time password sequence number. The server must also facilitate the
  83    changing of the user's secret pass-phrase in a secure manner.
  84
  85    The OTP system generator passes the user's secret pass-phrase, along
  86    with a seed received from the server as part of the challenge,
  87    through multiple iterations of a secure hash function to produce a
  88    one-time password. After each successful authentication, the number
  89    of secure hash function iterations is reduced by one.  Thus, a unique
  90    sequence of passwords is generated.  The server verifies the one-time
  91    password received from the generator by computing the secure hash
  92    function once and comparing the result with the previously accepted
  93    one-time password.  This technique was first suggested by Leslie
  94    Lamport [1].
  95
  96 4.0 REQUIREMENTS TERMINOLOGY
  97
  98    In this document, the words that are used to define the significance
  99    of each particular requirement are usually capitalized.  These words
 100    are:
 101
 102      - MUST
 103
 104        This word or the adjective "REQUIRED" means that the item is an
 105        absolute requirement of the specification.
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 119      - SHOULD
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 121        This word or the adjective "RECOMMENDED" means that there might
 122        exist valid reasons in particular circumstances to ignore this
 123        item, but the full implications should be understood and the case
 124        carefully weighed before taking a different course.
 125
 126      - MAY
 127
 128        This word or the adjective "OPTIONAL" means that this item is
 129        truly optional.  One vendor might choose to include the item
 130        because a particular marketplace requires it or because it
 131        enhances the product, for example; another vendor may omit the
 132        same item.
 133
 134 5.0 SECURE HASH FUNCTION
 135
 136    The security of the OTP system is based on the non-invertability of a
 137    secure hash function. Such a function must be tractable to compute in
 138    the forward direction, but computationally infeasible to invert.
 139
 140    The interfaces are currently defined for three such hash algorithms,
 141    MD4 [2] and MD5 [6] by Ronald Rivest, and SHA [7] by NIST.  All
 142    conforming implementations of both server and generators MUST support
 143    MD5.  They SHOULD support SHA and MAY also support MD4.  Clearly, the
 144    generator and server must use the same algorithm in order to
 145    interoperate. Other hash algorithms may be specified for use with
 146    this system by publishing the appropriate interfaces.
 147
 148    The secure hash algorithms listed above have the property that they
 149    accept an input that is arbitrarily long and produce a fixed size
 150    output. The OTP system folds this output to 64 bits using the
 151    algorithms in the Appendix A. 64 bits is also the length of the one-
 152    time passwords. This is believed to be long enough to be secure and
 153    short enough to be entered manually (see below, Form of Output) when
 154    necessary.
 155
 156 6.0 GENERATION OF ONE-TIME PASSWORDS
 157
 158    This section describes the generation of the one-time passwords.
 159    This process consists of an initial step in which all inputs are
 160    combined, a computation step where the secure hash function is
 161    applied a specified number of times, and an output function where the
 162    64 bit one-time password is converted to a human readable form.
 163
 164    Appendix C contains examples of the outputs given a collection of
 165    inputs.  It provides implementors with a means of verification the
 166    use of these algorithms.
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 175    Initial Step
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 177    In principle, the user's secret pass-phrase may be of any length. To
 178    reduce the risk from techniques such as exhaustive search or
 179    dictionary attacks, character string pass-phrases MUST contain at
 180    least 10 characters (see Form of Inputs below).  All implementations
 181    MUST support a pass-phrases of at least 63 characters.  The secret
 182    pass-phrase is frequently, but is not required to be, textual
 183    information provided by a user.
 184
 185    In this step, the pass phrase is concatenated with a seed that is
 186    transmitted from the server in clear text. This non-secret seed
 187    allows clients to use the same secret pass-phrase on multiple
 188    machines (using different seeds) and to safely recycle their secret
 189    pass-phrases by changing the seed.
 190
 191    The result of the concatenation is passed through the secure hash
 192    function and then is reduced to 64 bits using one of the function
 193    dependent algorithms shown in Appendix A.
 194
 195    Computation Step
 196
 197    A sequence of one-time passwords is produced by applying the secure
 198    hash function multiple times to the output of the initial step
 199    (called S). That is, the first one-time password to be used is
 200    produced by passing S through the secure hash function a number of
 201    times (N) specified by the user. The next one-time password to be
 202    used is generated by passing S though the secure hash function N-1
 203    times. An eavesdropper who has monitored the transmission of a one-
 204    time password would not be able to generate the next required
 205    password because doing so would mean inverting the hash function.
 206
 207    Form of Inputs
 208
 209    The secret pass-phrase is seen only by the OTP generator. To allow
 210    interchangeability of generators, all generators MUST support a
 211    secret pass-phrase of 10 to 63 characters. Implementations MAY
 212    support a longer pass-phrase, but such implementations risk the loss
 213    of interchangeability with implementations supporting only the
 214    minimum.
 215
 216    The seed MUST consist of purely alphanumeric characters and MUST be
 217    of one to 16 characters in length. The seed is a string of characters
 218    that MUST not contain any blanks and SHOULD consist of strictly
 219    alphanumeric characters from the ISO-646 Invariant Code Set.  The
 220    seed MUST be case insensitive and MUST be internally converted to
 221    lower case before it is processed.
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 231    The sequence number and seed together constitute a larger unit of
 232    data called the challenge. The challenge gives the generator the
 233    parameters it needs to calculate the correct one-time password from
 234    the secret pass-phrase. The challenge MUST be in a standard syntax so
 235    that automated generators can recognize the challenge in context and
 236    extract these parameters. The syntax of the challenge is:
 237
 238            otp-<algorithm identifier> <sequence integer> <seed>
 239
 240    The three tokens MUST be separated by a white space (defined as any
 241    number of spaces and/or tabs) and the entire challenge string MUST be
 242    terminated with either a space or a new line. The string "otp-" MUST
 243    be in lower case.  The algorithm identifier is case sensitive (the
 244    existing identifiers are all lower case), and the seed is case
 245    insensitive and converted before use to lower case.  If additional
 246    algorithms are defined, appropriate identifiers (short, but not
 247    limited to three or four characters) must be defined. The currently
 248    defined algorithm identifiers are:
 249
 250        md4        MD4 Message Digest
 251        md5        MD5 Message Digest
 252        sha1       NIST Secure Hash Algorithm Revision 1
 253
 254    An example of an OTP challenge is:   otp-md5 487 dog2
 255
 256    Form of Output
 257
 258    The one-time password generated by the above procedure is 64 bits in
 259    length. Entering a 64 bit number is a difficult and error prone
 260    process. Some generators insert this password into the input stream
 261    and some others make it available for system "cut and paste." Still
 262    other arrangements require the one-time password to be entered
 263    manually. The OTP system is designed to facilitate this manual entry
 264    without impeding automatic methods. The one-time password therefore
 265    MAY be converted to, and all servers MUST be capable of accepting it
 266    as, a sequence of six short (1 to 4 letter) easily typed words that
 267    only use characters from ISO-646 IVCS. Each word is chosen from a
 268    dictionary of 2048 words; at 11 bits per word, all one-time passwords
 269    may be encoded.
 270
 271    The two extra bits in this encoding are used to store a checksum.
 272    The 64 bits of key are broken down into pairs of bits, then these
 273    pairs are summed together. The two least significant bits of this sum
 274    are encoded in the last two bits of the six word sequence with the
 275    least significant bit of the sum as the last bit encoded. All OTP
 276    generators MUST calculate this checksum and all OTP servers MUST
 277    verify this checksum explicitly as part of the operation of decoding
 278    this representation of the one-time password.
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 287    Generators that produce the six-word format MUST present the words in
 288    upper case with single spaces used as separators. All servers MUST
 289    accept six-word format without regard to case and white space used as
 290    a separator. The two lines below represent the same one-time
 291    password.  The first is valid as output from a generator and as input
 292    a server, the second is valid only as human input to a server.
 293
 294             OUST COAT FOAL MUG BEAK TOTE
 295             oust coat foal  mug  beak  tote
 296
 297      Interoperability requires that all OTP servers and generators use
 298      the same dictionary. The standard dictionary was originally
 299      specified in the "S/KEY One Time Password System" that is described
 300      in RFC 1760 [5].  This dictionary is included in this document as
 301      Appendix D.
 302
 303      To facilitate the implementation of smaller generators, hexadecimal
 304      output is an acceptable alternative for the presentation of the
 305      one-time password. All implementations of the server software MUST
 306      accept case-insensitive hexadecimal as well as six-word format. The
 307      hexadecimal digits may be separated by white space so servers are
 308      REQUIRED to ignore all white space.  If the representation is
 309      partitioned by white space, leading zeros must be retained.
 310      Examples of hexadecimal format are:
 311
 312            Representation                Value
 313
 314            3503785b369cda8b              0x3503785b369cda8b
 315            e5cc a1b8 7c13 096b           0xe5cca1b87c13096b
 316            C7 48 90 F4 27 7B A1 CF       0xc74890f4277ba1cf
 317            47 9 A68 28 4C 9D 0 1BC       0x479a68284c9d01bc
 318
 319    In addition to accepting six-word and hexadecimal encodings of the
 320    64 bit one-time password, servers SHOULD accept the alternate
 321    dictionary encoding described in Appendix B.  The six words in this
 322    encoding MUST not overlap the set of words in the standard
 323    dictionary.  To avoid ambiguity with the hexadecimal representation,
 324    words in the alternate dictionary MUST not be comprised solely of
 325    the letters A-F.  Decoding words thus encoded does not require any
 326    knowledge of the alternative dictionary used so the acceptance of
 327    any alternate dictionary implies the acceptance of all alternate
 328    dictionaries.  Words in the alternative dictionaries are case
 329    sensitive.  Generators and servers MUST preserve the case in the
 330    processing of these words.
 331
 332    In summary, all conforming servers MUST accept six-word input that
 333    uses the Standard Dictionary (RFC 1760 and Appendix D), MUST accept
 334    hexadecimal encoding, and SHOULD accept six-word input that uses the
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 338 Haller                      Standards Track                     [Page 6]
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 340 RFC 2289               A One-Time Password System          February 1998
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 343    Alternative Dictionary technique (Appendix B).  As there is a remote
 344    possibility that a hexadecimal encoding of a one-time password will
 345    look like a valid six-word standard dictionary encoding, all
 346    implementations MUST use the following scheme.  If a six-word
 347    encoded one-time password is valid, it is accepted.  Otherwise, if
 348    the one-time password can be interpreted as hexadecimal, and with
 349    that decoding it is valid, then it is accepted.
 350
 351 7.0 VERIFICATION OF ONE-TIME PASSWORDS
 352
 353    An application on the server system that requires OTP authentication
 354    is expected to issue an OTP challenge as described above. Given the
 355    parameters from this challenge and the secret pass-phrase, the
 356    generator can compute (or lookup) the one-time password that is
 357    passed to the server to be verified.
 358
 359    The server system has a database containing, for each user, the
 360    one-time password from the last successful authentication or the
 361    first OTP of a newly initialized sequence. To authenticate the user,
 362    the server decodes the one-time password received from the generator
 363    into a 64-bit key and then runs this key through the secure hash
 364    function once. If the result of this operation matches the stored
 365    previous OTP, the authentication is successful and the accepted
 366    one-time password is stored for future use.
 367
 368 8.0 PASS-PHRASE CHANGES
 369
 370    Because the number of hash function applications executed by the
 371    generator decreases by one each time, at some point the user must
 372    reinitialize the system or be unable to authenticate.
 373
 374    Although some installations may not permit users to initialize
 375    remotely, implementations MUST provide a means to do so that does
 376    not reveal the user's secret pass-phrase.  One way is to provide a
 377    means to reinitialize the  sequence through explicit specification
 378    of the first one-time password.
 379
 380    When the sequence of one-time passwords is reinitialized,
 381    implementations MUST verify that the seed or the pass-phrase is
 382    changed.  Installations SHOULD discourage any operation that sends
 383    the secret pass-phrase over a network in clear-text as such practice
 384    defeats the concept of a one-time password.
 385
 386    Implementations MAY use the following technique for
 387    [re]initialization:
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 398
 399       o  The user picks a new seed and hash count (default values may
 400          be offered).  The user provides these, along with the
 401          corresponding generated one-time password, to the host system.
 402
 403       o  The user MAY also provide the corresponding generated one
 404          time password for count-1 as an error check.
 405
 406       o  The user SHOULD provide the generated one-time password for
 407          the old seed and old hash count to protect an idle terminal
 408          or workstation (this implies that when the count is 1, the
 409          user can login but cannot then change the seed or count).
 410
 411    In the future a specific protocol may be defined for
 412    reinitialization that will permit smooth and possibly automated
 413    interoperation of all hosts and generators.
 414
 415 9.0 PROTECTION AGAINST RACE ATTACK
 416
 417    All conforming server implementations MUST protect against the race
 418    condition described in this section.  A defense against this attack
 419    is outlined; implementations MAY use this approach or MAY select an
 420    alternative defense.
 421
 422    It is possible for an attacker to listen to most of a one-time
 423    password, guess the remainder, and then race the legitimate user to
 424    complete the authentication.  Multiple guesses against the last word
 425    of the six-word format are likely to succeed.
 426
 427    One possible defense is to prevent a user from starting multiple
 428    simultaneous authentication sessions. This means that once the
 429    legitimate user has initiated authentication, an attacker would be
 430    blocked until the first authentication process has completed.  In
 431    this approach, a timeout is necessary to thwart a denial of service
 432    attack.
 433
 434 10.0 SECURITY CONSIDERATIONS
 435
 436    This entire document discusses an authentication system that
 437    improves security by limiting the danger of eavesdropping/replay
 438    attacks that have been used against simple password systems [4].
 439
 440    The use of the OTP system only provides protections against passive
 441    eavesdropping/replay attacks.  It does not provide for the privacy
 442    of transmitted data, and it does not provide protection against
 443    active attacks such as session hijacking that are known to be
 444    present in the current Internet [9].  The use of IP Security
 445    (IPsec), see [10], [11], and [12] is recommended to protect against
 446    TCP session hijacking.
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 454
 455    The success of the OTP system to protect host systems is dependent
 456    on the non-invertability of the secure hash functions used.  To our
 457    knowledge, none of the hash algorithms have been broken, but it is
 458    generally believed [6] that MD4 is not as strong as MD5.  If a
 459    server supports multiple hash algorithms, it is only as secure as
 460    the weakest algorithm.
 461
 462 11.0 ACKNOWLEDGMENTS
 463
 464    The idea behind OTP authentication was first proposed by Leslie
 465    Lamport [1]. Bellcore's S/KEY system, from which OTP is derived, was
 466    proposed by Phil Karn, who also wrote most of the Bellcore reference
 467    implementation.
 468
 469 12.0 REFERENCES
 470
 471    [1]  Leslie Lamport, "Password Authentication with Insecure
 472         Communication", Communications of the ACM 24.11 (November
 473         1981), 770-772
 474
 475    [2]  Rivest, R., "The MD4 Message-Digest Algorithm", RFC 1320,
 476         April 1992.
 477
 478    [3]  Neil Haller, "The S/KEY One-Time Password System", Proceedings
 479         of the ISOC Symposium on Network and Distributed System
 480         Security, February 1994, San Diego, CA
 481
 482    [4]  Haller, N., and R. Atkinson, "On Internet Authentication",
 483         RFC 1704, October 1994.
 484
 485    [5]  Haller, N., "The S/KEY One-Time Password System",
 486         RFC 1760, February 1995.
 487
 488    [6]  Rivest, R., "The MD5 Message-Digest Algorithm", RFC 1321,
 489         April 1992.
 490
 491    [7]  National Institute of Standards and Technology (NIST),
 492         "Announcing the Secure Hash Standard", FIPS 180-1, U.S.
 493         Department of Commerce, April 1995.
 494
 495    [8]  International Standard - Information Processing -- ISO 7-bit
 496         coded character set for information interchange (Invariant Code
 497         Set), ISO-646, International Standards Organization, Geneva,
 498         Switzerland, 1983
 499
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 509
 510
 511    [9]  Computer Emergency Response Team (CERT), "IP Spoofing and
 512         Hijacked Terminal Connections", CA-95:01, January 1995.
 513         Available via anonymous ftp from info.cert.org in
 514         /pub/cert_advisories.
 515
 516    [10] Atkinson, R., "Security Architecture for the Internet Protocol",
 517         RFC 1825, August 1995.
 518
 519    [11] Atkinson, R., "IP Authentication Header", RFC 1826, August
 520         1995.
 521
 522    [12] Atkinson, R., "IP Encapsulating Security Payload (ESP)", RFC
 523         1827, August 1995.
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 565
 566
 567 13.0 AUTHORS' ADDRESSES
 568
 569    Neil Haller
 570    Bellcore
 571    MCC 1C-265B
 572    445 South Street
 573    Morristown, NJ, 07960-6438, USA
 574
 575    Phone: +1 201 829-4478
 576    Fax:   +1 201 829-2504
 577    EMail: nmh@bellcore.com
 578
 579
 580    Craig Metz
 581    Kaman Sciences Corporation
 582    For NRL Code 5544
 583    4555 Overlook Avenue, S.W.
 584    Washington, DC, 20375-5337, USA
 585
 586    Phone: +1 202 404-7122
 587    Fax:   +1 202 404-7942
 588    EMail: cmetz@cs.nrl.navy.mil
 589
 590
 591    Philip J. Nesser II
 592    Nesser & Nesser Consulting
 593    13501 100th Ave NE
 594    Suite 5202
 595    Kirkland, WA 98034, USA
 596
 597    Phone: +1 206 481 4303
 598    EMail: pjnesser@martigny.ai.mit.edu
 599
 600
 601    Mike Straw
 602    Bellcore
 603    RRC 1A-225
 604    445 Hoes Lane
 605    Piscataway, NJ 08854-4182
 606
 607    Phone:  +1 908 699-5212
 608    EMail:  mess@bellcore.com
 609
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 621
 622
 623 Appendix A  -  Interfaces to Secure Hash Algorithms
 624
 625    Original interoperability tests provided valuable insights into the
 626    subtle problems which occur when converting protocol specifications
 627    into running code.  In particular, the manipulation of bit ordered
 628    data is dependent on the architecture of the hardware, specifically
 629    the way in which a computer stores multi-byte data.  The method is
 630    typically called big or little "endian."  A big endian machine stores
 631    data with the most significant byte first, while a little endian
 632    machine stores the least significant byte first.  Thus, on a big
 633    endian machine data is stored left to right, while little endian
 634    machines store data right to left.
 635
 636    For example, the four byte value 0x11AABBCC is stored in a big endian
 637    machine as the following series of four bytes, "0x11", "0xAA",
 638    "0xBB", and "0xCC", while on a little endian machine the value would
 639    be stored as "0xCC", "0xBB", "0xAA", and "0x11".
 640
 641    For historical reasons, and to promote interoperability with existing
 642    implementations, it was decided that ALL hashes incorporated into the
 643    OTP protocol MUST store the output of their hash function in LITTLE
 644    ENDIAN format BEFORE the bit folding to 64 bits occurs.  This is done
 645    in the implementations of MD4 and MD5 (see references [2] and [6]),
 646    while it must be explicitly done for the implementation of SHA1 (see
 647    reference [7]).
 648
 649    Any future hash functions implemented into the OTP protocol SHOULD
 650    provide a similar reference fragment of code to allow independent
 651    implementations to operate successfully.
 652
 653
 654    MD4 Message Digest (see reference [2])
 655
 656      MD4_CTX md;
 657      unsigned char result[16];
 658
 659      strcpy(buf, seed);     /* seed must be in lower case */
 660      strcat(buf, passwd);
 661      MD4Init(&md);
 662      MD4Update(&md, (unsigned char *)buf, strlen(buf));
 663      MD4Final(result, &md);
 664
 665      /* Fold the 128 bit result to 64 bits */
 666      for (i = 0; i < 8; i++)
 667              result[i] ^= result[i+8];
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 677
 678
 679 MD5 Message Digest (see reference [6])
 680
 681      MD5_CTX md;
 682      unsigned char result[16];
 683      strcpy(buf, seed);     /* seed must be in lower case */
 684      strcat(buf, passwd);
 685      MD5Init(&md);
 686      MD5Update(&md, (unsigned char *)buf, strlen(buf));
 687      MD5Final(result, &md);
 688
 689      /* Fold the 128 bit result to 64 bits */
 690      for (i = 0; i < 8; i++)
 691              result[i] ^= result[i+8];
 692
 693
 694 SHA Secure Hash Algorithm (see reference [7])
 695
 696      SHA_INFO sha;
 697      unsigned char result[16];
 698      strcpy(buf, seed);     /* seed must be in lower case */
 699      strcat(buf, passwd);
 700      sha_init(&sha);
 701      sha_update(&sha, (unsigned char *)buf, strlen(buf));
 702      sha_final(&sha);       /* NOTE:  no result buffer */
 703
 704      /* Fold the 160 bit result to 64 bits */
 705      sha.digest[0] ^= sha.digest[2];
 706      sha.digest[1] ^= sha.digest[3];
 707      sha.digest[0] ^= sha.digest[4];
 708
 709      /*
 710       * copy the resulting 64 bits to the result buffer in little endian
 711       * fashion (analogous to the way MD4Final() and MD5Final() do).
 712       */
 713      for (i = 0, j = 0; j < 8; i++, j += 4)
 714      {
 715              result[j]   = (unsigned char)(sha.digest[i] & 0xff);
 716              result[j+1] = (unsigned char)((sha.digest[i] >> 8) & 0xff);
 717              result[j+2] = (unsigned char)((sha.digest[i] >> 16) & 0xff);
 718              result[j+3] = (unsigned char)((sha.digest[i] >> 24) & 0xff);
 719      }
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 733
 734
 735 Appendix B   -   Alternative Dictionary Algorithm
 736
 737    The purpose of alternative dictionary encoding of the OTP one-time
 738    password is to allow the use of language specific or friendly words.
 739    As case translation is not always well defined, the alternative
 740    dictionary encoding is case sensitive.  Servers SHOULD accept this
 741    encoding in addition to the standard 6-word and hexadecimal
 742    encodings.
 743
 744
 745    GENERATOR ENCODING USING AN ALTERNATE DICTIONARY
 746
 747      The standard 6-word encoding uses the placement of a word in the
 748      dictionary to represent an 11-bit number. The 64-bit one-time
 749      password can then be represented by six words.
 750
 751      An alternative dictionary of 2048 words may be created such that
 752      each word W and position of the word in the dictionary N obey the
 753      relationship:
 754
 755              alg( W ) % 2048 == N
 756      where
 757              alg is the hash algorithm used (e.g. MD4, MD5, SHA1).
 758
 759      In addition, no words in the standard dictionary may be chosen.
 760
 761      The generator expands the 64-bit one-time password to 66 bits by
 762      computing parity as with the standard 6-word encoding.  The six 11-
 763      bit numbers are then converted to words using the dictionary that
 764      was created such that the above relationship holds.
 765
 766    SERVER DECODING OF ALTERNATE DICTIONARY ONE-TIME PASSWORDS
 767
 768      The server accepting alternative dictionary encoding converts each
 769      word to an 11-bit number using the above encoding. These numbers
 770      are then used in the same way as the decoded standard dictionary
 771      words to form the 66-bit one-time password.
 772
 773      The server does not need to have access to the alternate dictionary
 774      that was used to create the one-time password it is authenticating.
 775      This is because the decoding from word to 11-bit number does not
 776      make any use of the dictionary.  As a result of the independence of
 777      the dictionary, a server accepting one alternate dictionary accept
 778      all alternate dictionaries.
 779
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 788 RFC 2289               A One-Time Password System          February 1998
 789
 790
 791 Appendix C  -  OTP Verification Examples
 792
 793    This appendix provides a series of inputs and correct outputs for all
 794    three of the defined OTP cryptographic hashes, specifically MD4, MD5,
 795    and SHA1.  This document is intended to be used by developers for
 796    interoperability checks when creating generators or servers.  Output
 797    is provided in both hexadecimal notation and the six word encoding
 798    documented in Appendix D.
 799
 800    GENERAL CHECKS
 801
 802    Note that the output given for these checks is not intended to be
 803    taken literally, but describes the type of action that should be
 804    taken.
 805
 806    Pass Phrase Length
 807
 808  Input:
 809    Pass Phrase: Too_short
 810    Seed: iamvalid
 811    Count: 99
 812    Hash: ANY
 813  Output:
 814    ERROR:  Pass Phrase too short
 815
 816  Input:
 817    Pass Phrase:
 818      1234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234
 819    Seed: iamvalid
 820    Count: 99
 821    Hash: ANY
 822  Output:
 823    WARNING: Pass Phrase longer than the recommended maximum length of
 824 63
 825
 826 Seed Values
 827
 828  Input:
 829    Pass Phrase:  A_Valid_Pass_Phrase
 830    Seed: Length_Okay
 831    Count: 99
 832    Hash: ANY
 833  Output:
 834    ERROR: Seed must be purely alphanumeric
 835
 836  Input:
 837    Pass Phrase:  A_Valid_Pass_Phrase
 838    Seed: LengthOfSeventeen
 839
 840
 841
 842 Haller                      Standards Track                    [Page 15]
 843 \f
 844 RFC 2289               A One-Time Password System          February 1998
 845
 846
 847    Count: 99
 848    Hash: ANY
 849
 850  Output:
 851    ERROR: Seed must be between 1 and 16 characters in length
 852
 853  Input:
 854    Pass Phrase:  A_Valid_Pass_Phrase
 855    Seed: A Seed
 856    Count: 99
 857    Hash: ANY
 858  Output:
 859    ERROR: Seed must not contain any spaces
 860
 861 Parity Calculations
 862
 863  Input:
 864    Pass Phrase: A_Valid_Pass_Phrase
 865    Seed: AValidSeed
 866    Count: 99
 867    Hash: MD5
 868  Output:
 869    Hex: 85c43ee03857765b
 870    Six Word(CORRECT):          FOWL KID MASH DEAD DUAL OAF
 871    Six Word(INCORRECT PARITY): FOWL KID MASH DEAD DUAL NUT
 872    Six Word(INCORRECT PARITY): FOWL KID MASH DEAD DUAL O
 873    Six Word(INCORRECT PARITY): FOWL KID MASH DEAD DUAL OAK
 874
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 897
 898 Haller                      Standards Track                    [Page 16]
 899 \f
 900 RFC 2289               A One-Time Password System          February 1998
 901
 902
 903 MD4 ENCODINGS
 904
 905 Pass Phrase     Seed    Cnt Hex                 Six Word Format
 906 ========================================================================
 907 This is a test. TeSt     0  D185 4218 EBBB 0B51
 908                                            ROME MUG FRED SCAN LIVE LACE
 909 This is a test. TeSt     1  6347 3EF0 1CD0 B444
 910                                            CARD SAD MINI RYE COL KIN
 911 This is a test. TeSt    99  C5E6 1277 6E6C 237A
 912                                            NOTE OUT IBIS SINK NAVE MODE
 913 AbCdEfGhIjK     alpha1   0  5007 6F47 EB1A DE4E
 914                                            AWAY SEN ROOK SALT LICE MAP
 915 AbCdEfGhIjK     alpha1   1  65D2 0D19 49B5 F7AB
 916                                            CHEW GRIM WU HANG BUCK SAID
 917 AbCdEfGhIjK     alpha1  99  D150 C82C CE6F 62D1
 918                                            ROIL FREE COG HUNK WAIT COCA
 919 OTP's are good  correct  0  849C 79D4 F6F5 5388
 920                                            FOOL STEM DONE TOOL BECK NILE
 921 OTP's are good  correct  1  8C09 92FB 2508 47B1
 922                                            GIST AMOS MOOT AIDS FOOD SEEM
 923 OTP's are good  correct 99  3F3B F4B4 145F D74B
 924                                            TAG SLOW NOV MIN WOOL KENO
 925
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 953
 954 Haller                      Standards Track                    [Page 17]
 955 \f
 956 RFC 2289               A One-Time Password System          February 1998
 957
 958
 959 MD5 ENCODINGS
 960
 961 Pass Phrase     Seed    Cnt Hex                 Six Word Format
 962 ========================================================================
 963 This is a test. TeSt     0  9E87 6134 D904 99DD
 964                                            INCH SEA ANNE LONG AHEM TOUR
 965 This is a test. TeSt     1  7965 E054 36F5 029F
 966                                            EASE OIL FUM CURE AWRY AVIS
 967 This is a test. TeSt    99  50FE 1962 C496 5880
 968                                            BAIL TUFT BITS GANG CHEF THY
 969 AbCdEfGhIjK     alpha1   0  8706 6DD9 644B F206
 970                                            FULL PEW DOWN ONCE MORT ARC
 971 AbCdEfGhIjK     alpha1   1  7CD3 4C10 40AD D14B
 972                                            FACT HOOF AT FIST SITE KENT
 973 AbCdEfGhIjK     alpha1  99  5AA3 7A81 F212 146C
 974                                            BODE HOP JAKE STOW JUT RAP
 975 OTP's are good  correct  0  F205 7539 43DE 4CF9
 976                                            ULAN NEW ARMY FUSE SUIT EYED
 977 OTP's are good  correct  1  DDCD AC95 6F23 4937
 978                                            SKIM CULT LOB SLAM POE HOWL
 979 OTP's are good  correct 99  B203 E28F A525 BE47
 980                                            LONG IVY JULY AJAR BOND LEE
 981
 982
 983 SHA1 ENCODINGS
 984
 985 Pass Phrase     Seed    Cnt Hex                 Six Word Format
 986 ========================================================================
 987 This is a test. TeSt     0  BB9E 6AE1 979D 8FF4
 988                                            MILT VARY MAST OK SEES WENT
 989 This is a test. TeSt     1  63D9 3663 9734 385B
 990                                            CART OTTO HIVE ODE VAT NUT
 991 This is a test. TeSt    99  87FE C776 8B73 CCF9
 992                                            GAFF WAIT SKID GIG SKY EYED
 993 AbCdEfGhIjK     alpha1   0  AD85 F658 EBE3 83C9
 994                                            LEST OR HEEL SCOT ROB SUIT
 995 AbCdEfGhIjK     alpha1   1  D07C E229 B5CF 119B
 996                                            RITE TAKE GELD COST TUNE RECK
 997 AbCdEfGhIjK     alpha1  99  27BC 7103 5AAF 3DC6
 998                                            MAY STAR TIN LYON VEDA STAN
 999 OTP's are good  correct  0  D51F 3E99 BF8E 6F0B
1000                                            RUST WELT KICK FELL TAIL FRAU
1001 OTP's are good  correct  1  82AE B52D 9437 74E4
1002                                            FLIT DOSE ALSO MEW DRUM DEFY
1003 OTP's are good  correct 99  4F29 6A74 FE15 67EC
1004                                            AURA ALOE HURL WING BERG WAIT
1005
1006
1007
1008
1009
1010 Haller                      Standards Track                    [Page 18]
1011 \f
1012 RFC 2289               A One-Time Password System          February 1998
1013
1014
1015 Appendix D   -   Dictionary for Converting Between 6-Word and Binary Formats
1016
1017    This dictionary is from the module put.c in the original Bellcore
1018    reference distribution.
1019
1020 {        "A",     "ABE",   "ACE",   "ACT",   "AD",    "ADA",   "ADD",
1021 "AGO",   "AID",   "AIM",   "AIR",   "ALL",   "ALP",   "AM",    "AMY",
1022 "AN",    "ANA",   "AND",   "ANN",   "ANT",   "ANY",   "APE",   "APS",
1023 "APT",   "ARC",   "ARE",   "ARK",   "ARM",   "ART",   "AS",    "ASH",
1024 "ASK",   "AT",    "ATE",   "AUG",   "AUK",   "AVE",   "AWE",   "AWK",
1025 "AWL",   "AWN",   "AX",   "AYE",   "BAD",   "BAG",   "BAH",   "BAM",
1026 "BAN",   "BAR",   "BAT",   "BAY",   "BE",    "BED",   "BEE",   "BEG",
1027 "BEN",   "BET",   "BEY",   "BIB",   "BID",   "BIG",   "BIN",   "BIT",
1028 "BOB",   "BOG",   "BON",   "BOO",   "BOP",   "BOW",   "BOY",   "BUB",
1029 "BUD",   "BUG",   "BUM",   "BUN",   "BUS",   "BUT",   "BUY",   "BY",
1030 "BYE",   "CAB",   "CAL",   "CAM",   "CAN",   "CAP",   "CAR",   "CAT",
1031 "CAW",   "COD",   "COG",   "COL",   "CON",   "COO",   "COP",   "COT",
1032 "COW",   "COY",   "CRY",   "CUB",   "CUE",   "CUP",   "CUR",   "CUT",
1033 "DAB",   "DAD",   "DAM",   "DAN",   "DAR",   "DAY",   "DEE",   "DEL",
1034 "DEN",   "DES",   "DEW",   "DID",   "DIE",   "DIG",   "DIN",   "DIP",
1035 "DO",    "DOE",   "DOG",   "DON",   "DOT",   "DOW",   "DRY",   "DUB",
1036 "DUD",   "DUE",   "DUG",   "DUN",   "EAR",   "EAT",   "ED",    "EEL",
1037 "EGG",   "EGO",   "ELI",   "ELK",   "ELM",   "ELY",   "EM",    "END",
1038 "EST",   "ETC",   "EVA",   "EVE",   "EWE",   "EYE",   "FAD",   "FAN",
1039 "FAR",   "FAT",   "FAY",   "FED",   "FEE",   "FEW",   "FIB",   "FIG",
1040 "FIN",   "FIR",   "FIT",   "FLO",   "FLY",   "FOE",   "FOG",   "FOR",
1041 "FRY",   "FUM",   "FUN",   "FUR",   "GAB",   "GAD",   "GAG",   "GAL",
1042 "GAM",   "GAP",   "GAS",   "GAY",   "GEE",   "GEL",   "GEM",   "GET",
1043 "GIG",   "GIL",   "GIN",   "GO",    "GOT",   "GUM",   "GUN",   "GUS",
1044 "GUT",   "GUY",   "GYM",   "GYP",   "HA",    "HAD",   "HAL",   "HAM",
1045 "HAN",   "HAP",   "HAS",   "HAT",   "HAW",   "HAY",   "HE",    "HEM",
1046 "HEN",   "HER",   "HEW",   "HEY",   "HI",    "HID",   "HIM",   "HIP",
1047 "HIS",   "HIT",   "HO",   "HOB",   "HOC",   "HOE",   "HOG",   "HOP",
1048 "HOT",   "HOW",   "HUB",   "HUE",   "HUG",   "HUH",   "HUM",   "HUT",
1049 "I",     "ICY",   "IDA",   "IF",    "IKE",   "ILL",   "INK",   "INN",
1050 "IO",    "ION",   "IQ",   "IRA",   "IRE",   "IRK",   "IS",    "IT",
1051 "ITS",   "IVY",   "JAB",   "JAG",   "JAM",   "JAN",   "JAR",   "JAW",
1052 "JAY",   "JET",   "JIG",   "JIM",   "JO",    "JOB",   "JOE",   "JOG",
1053 "JOT",   "JOY",   "JUG",   "JUT",   "KAY",   "KEG",   "KEN",   "KEY",
1054 "KID",   "KIM",   "KIN",   "KIT",   "LA",    "LAB",   "LAC",   "LAD",
1055 "LAG",   "LAM",   "LAP",   "LAW",   "LAY",   "LEA",   "LED",   "LEE",
1056 "LEG",   "LEN",   "LEO",   "LET",   "LEW",   "LID",   "LIE",   "LIN",
1057 "LIP",   "LIT",   "LO",   "LOB",   "LOG",   "LOP",   "LOS",   "LOT",
1058 "LOU",   "LOW",   "LOY",   "LUG",   "LYE",   "MA",    "MAC",   "MAD",
1059 "MAE",   "MAN",   "MAO",   "MAP",   "MAT",   "MAW",   "MAY",   "ME",
1060 "MEG",   "MEL",   "MEN",   "MET",   "MEW",   "MID",   "MIN",   "MIT",
1061 "MOB",   "MOD",   "MOE",   "MOO",   "MOP",   "MOS",   "MOT",   "MOW",
1062 "MUD",   "MUG",   "MUM",   "MY",    "NAB",   "NAG",   "NAN",   "NAP",
1063
1064
1065
1066 Haller                      Standards Track                    [Page 19]
1067 \f
1068 RFC 2289               A One-Time Password System          February 1998
1069
1070
1071 "NAT",   "NAY",   "NE",   "NED",   "NEE",   "NET",   "NEW",   "NIB",
1072 "NIL",   "NIP",   "NIT",   "NO",    "NOB",   "NOD",   "NON",   "NOR",
1073 "NOT",   "NOV",   "NOW",   "NU",    "NUN",   "NUT",   "O",     "OAF",
1074 "OAK",   "OAR",   "OAT",   "ODD",   "ODE",   "OF",    "OFF",   "OFT",
1075 "OH",    "OIL",   "OK",   "OLD",   "ON",    "ONE",   "OR",    "ORB",
1076 "ORE",   "ORR",   "OS",   "OTT",   "OUR",   "OUT",   "OVA",   "OW",
1077 "OWE",   "OWL",   "OWN",   "OX",    "PA",    "PAD",   "PAL",   "PAM",
1078 "PAN",   "PAP",   "PAR",   "PAT",   "PAW",   "PAY",   "PEA",   "PEG",
1079 "PEN",   "PEP",   "PER",   "PET",   "PEW",   "PHI",   "PI",    "PIE",
1080 "PIN",   "PIT",   "PLY",   "PO",    "POD",   "POE",   "POP",   "POT",
1081 "POW",   "PRO",   "PRY",   "PUB",   "PUG",   "PUN",   "PUP",   "PUT",
1082 "QUO",   "RAG",   "RAM",   "RAN",   "RAP",   "RAT",   "RAW",   "RAY",
1083 "REB",   "RED",   "REP",   "RET",   "RIB",   "RID",   "RIG",   "RIM",
1084 "RIO",   "RIP",   "ROB",   "ROD",   "ROE",   "RON",   "ROT",   "ROW",
1085 "ROY",   "RUB",   "RUE",   "RUG",   "RUM",   "RUN",   "RYE",   "SAC",
1086 "SAD",   "SAG",   "SAL",   "SAM",   "SAN",   "SAP",   "SAT",   "SAW",
1087 "SAY",   "SEA",   "SEC",   "SEE",   "SEN",   "SET",   "SEW",   "SHE",
1088 "SHY",   "SIN",   "SIP",   "SIR",   "SIS",   "SIT",   "SKI",   "SKY",
1089 "SLY",   "SO",    "SOB",   "SOD",   "SON",   "SOP",   "SOW",   "SOY",
1090 "SPA",   "SPY",   "SUB",   "SUD",   "SUE",   "SUM",   "SUN",   "SUP",
1091 "TAB",   "TAD",   "TAG",   "TAN",   "TAP",   "TAR",   "TEA",   "TED",
1092 "TEE",   "TEN",   "THE",   "THY",   "TIC",   "TIE",   "TIM",   "TIN",
1093 "TIP",   "TO",    "TOE",   "TOG",   "TOM",   "TON",   "TOO",   "TOP",
1094 "TOW",   "TOY",   "TRY",   "TUB",   "TUG",   "TUM",   "TUN",   "TWO",
1095 "UN",    "UP",    "US",   "USE",   "VAN",   "VAT",   "VET",   "VIE",
1096 "WAD",   "WAG",   "WAR",   "WAS",   "WAY",   "WE",    "WEB",   "WED",
1097 "WEE",   "WET",   "WHO",   "WHY",   "WIN",   "WIT",   "WOK",   "WON",
1098 "WOO",   "WOW",   "WRY",   "WU",    "YAM",   "YAP",   "YAW",   "YE",
1099 "YEA",   "YES",   "YET",   "YOU",   "ABED",  "ABEL",  "ABET",  "ABLE",
1100 "ABUT",  "ACHE",  "ACID",  "ACME",  "ACRE",  "ACTA",  "ACTS",  "ADAM",
1101 "ADDS",  "ADEN",  "AFAR",  "AFRO",  "AGEE",  "AHEM",  "AHOY",  "AIDA",
1102 "AIDE",  "AIDS",  "AIRY",  "AJAR",  "AKIN",  "ALAN",  "ALEC",  "ALGA",
1103 "ALIA",  "ALLY",  "ALMA",  "ALOE",  "ALSO",  "ALTO",  "ALUM",  "ALVA",
1104 "AMEN",  "AMES",  "AMID",  "AMMO",  "AMOK",  "AMOS",  "AMRA",  "ANDY",
1105 "ANEW",  "ANNA",  "ANNE",  "ANTE",  "ANTI",  "AQUA",  "ARAB",  "ARCH",
1106 "AREA",  "ARGO",  "ARID",  "ARMY",  "ARTS",  "ARTY",  "ASIA",  "ASKS",
1107 "ATOM",  "AUNT",  "AURA",  "AUTO",  "AVER",  "AVID",  "AVIS",  "AVON",
1108 "AVOW",  "AWAY",  "AWRY",  "BABE",  "BABY",  "BACH",  "BACK",  "BADE",
1109 "BAIL",  "BAIT",  "BAKE",  "BALD",  "BALE",  "BALI",  "BALK",  "BALL",
1110 "BALM",  "BAND",  "BANE",  "BANG",  "BANK",  "BARB",  "BARD",  "BARE",
1111 "BARK",  "BARN",  "BARR",  "BASE",  "BASH",  "BASK",  "BASS",  "BATE",
1112 "BATH",  "BAWD",  "BAWL",  "BEAD",  "BEAK",  "BEAM",  "BEAN",  "BEAR",
1113 "BEAT",  "BEAU",  "BECK",  "BEEF",  "BEEN",  "BEER",  "BEET",  "BELA",
1114 "BELL",  "BELT",  "BEND",  "BENT",  "BERG",  "BERN",  "BERT",  "BESS",
1115 "BEST",  "BETA",  "BETH",  "BHOY",  "BIAS",  "BIDE",  "BIEN",  "BILE",
1116 "BILK",  "BILL",  "BIND",  "BING",  "BIRD",  "BITE",  "BITS",  "BLAB",
1117 "BLAT",  "BLED",  "BLEW",  "BLOB",  "BLOC",  "BLOT",  "BLOW",  "BLUE",
1118 "BLUM",  "BLUR",  "BOAR",  "BOAT",  "BOCA",  "BOCK",  "BODE",  "BODY",
1119
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1121
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1136 "CASE",  "CASH",  "CASK",  "CAST",  "CAVE",  "CEIL",  "CELL",  "CENT",
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1160 "ERIC",  "EROS",  "EVEN",  "EVER",  "EVIL",  "EYED",  "FACE",  "FACT",
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1199 "HOSE",  "HOST",  "HOUR",  "HOVE",  "HOWE",  "HOWL",  "HOYT",  "HUCK",
1200 "HUED",  "HUFF",  "HUGE",  "HUGH",  "HUGO",  "HULK",  "HULL",  "HUNK",
1201 "HUNT",  "HURD",  "HURL",  "HURT",  "HUSH",  "HYDE",  "HYMN",  "IBIS",
1202 "ICON",  "IDEA",  "IDLE",  "IFFY",  "INCA",  "INCH",  "INTO",  "IONS",
1203 "IOTA",  "IOWA",  "IRIS",  "IRMA",  "IRON",  "ISLE",  "ITCH",  "ITEM",
1204 "IVAN",  "JACK",  "JADE",  "JAIL",  "JAKE",  "JANE",  "JAVA",  "JEAN",
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1215 "LAST",  "LATE",  "LAUD",  "LAVA",  "LAWN",  "LAWS",  "LAYS",  "LEAD",
1216 "LEAF",  "LEAK",  "LEAN",  "LEAR",  "LEEK",  "LEER",  "LEFT",  "LEND",
1217 "LENS",  "LENT",  "LEON",  "LESK",  "LESS",  "LEST",  "LETS",  "LIAR",
1218 "LICE",  "LICK",  "LIED",  "LIEN",  "LIES",  "LIEU",  "LIFE",  "LIFT",
1219 "LIKE",  "LILA",  "LILT",  "LILY",  "LIMA",  "LIMB",  "LIME",  "LIND",
1220 "LINE",  "LINK",  "LINT",  "LION",  "LISA",  "LIST",  "LIVE",  "LOAD",
1221 "LOAF",  "LOAM",  "LOAN",  "LOCK",  "LOFT",  "LOGE",  "LOIS",  "LOLA",
1222 "LONE",  "LONG",  "LOOK",  "LOON",  "LOOT",  "LORD",  "LORE",  "LOSE",
1223 "LOSS",  "LOST",  "LOUD",  "LOVE",  "LOWE",  "LUCK",  "LUCY",  "LUGE",
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1229 "MAYO",  "MEAD",  "MEAL",  "MEAN",  "MEAT",  "MEEK",  "MEET",  "MELD",
1230 "MELT",  "MEMO",  "MEND",  "MENU",  "MERT",  "MESH",  "MESS",  "MICE",
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1245 "MUTE",  "MUTT",  "MYRA",  "MYTH",  "NAGY",  "NAIL",  "NAIR",  "NAME",
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1253 "ONTO",  "ONUS",  "ORAL",  "ORGY",  "OSLO",  "OTIS",  "OTTO",  "OUCH",
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1256 "RAIL",  "RAIN",  "RAKE",  "RANK",  "RANT",  "RARE",  "RASH",  "RATE",
1257 "RAVE",  "RAYS",  "READ",  "REAL",  "REAM",  "REAR",  "RECK",  "REED",
1258 "REEF",  "REEK",  "REEL",  "REID",  "REIN",  "RENA",  "REND",  "RENT",
1259 "REST",  "RICE",  "RICH",  "RICK",  "RIDE",  "RIFT",  "RILL",  "RIME",
1260 "RING",  "RINK",  "RISE",  "RISK",  "RITE",  "ROAD",  "ROAM",  "ROAR",
1261 "ROBE",  "ROCK",  "RODE",  "ROIL",  "ROLL",  "ROME",  "ROOD",  "ROOF",
1262 "ROOK",  "ROOM",  "ROOT",  "ROSA",  "ROSE",  "ROSS",  "ROSY",  "ROTH",
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1265 "RUSS",  "RUST",  "RUTH",  "SACK",  "SAFE",  "SAGE",  "SAID",  "SAIL",
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1268 "SEAL",  "SEAM",  "SEAR",  "SEAT",  "SEED",  "SEEK",  "SEEM",  "SEEN",
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1283 "TAIL",  "TAKE",  "TALE",  "TALK",  "TALL",  "TANK",  "TASK",  "TATE",
1284 "TAUT",  "TEAL",  "TEAM",  "TEAR",  "TECH",  "TEEM",  "TEEN",  "TEET",
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1312 "WIND",  "WINE",  "WING",  "WINK",  "WINO",  "WIRE",  "WISE",  "WISH",
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