Veebi autentimise API: põhjalik juhend paroolivabaks sisselogimiseks

Tänapäeva digitaalses maastikus on turvalisus esmatähtis. Traditsioonilised paroolipõhised autentimismeetodid on üha haavatavamad rünnakutele nagu andmepüük, toorjõurünnakud ja mandaatide täitmine. Veebi autentimise API (WebAuthn), tuntud ka kui FIDO2 Client to Authenticator Protocol (CTAP), pakub kaasaegset, turvalist ja kasutajasõbralikku alternatiivi: paroolivaba sisselogimist. See põhjalik juhend tutvustab teile WebAuthn'i põhimõtteid, selle eeliseid ja seda, kuidas seda oma veebirakendustes tõhusalt rakendada.

Mis on veebi autentimise API (WebAuthn)?

Veebi autentimise API (WebAuthn) on veebistandard, mis võimaldab veebisaitidel ja rakendustel kasutada kasutaja autentimiseks tugevaid autentimismeetodeid, nagu biomeetria (sõrmejälg, näotuvastus), riistvaralised turvavõtmed (YubiKey, Titan Security Key) ja platvormi autentimisseadmed (Windows Hello, Touch ID macOS-is). See on FIDO2 projekti põhikomponent, mis on avatud autentimisstandard, mille eesmärk on asendada paroolid turvalisemate ja mugavamate alternatiividega.

WebAuthn töötab avaliku võtme krüptograafia põhimõtetel. Selle asemel, et serveris paroole salvestada, tugineb see krüptograafilisele võtmepaarile: privaatvõti, mis on turvaliselt salvestatud kasutaja seadmesse, ja avalik võti, mis on registreeritud veebisaidi või rakendusega. Kui kasutaja proovib sisse logida, autentib ta end lokaalselt, kasutades oma biomeetrilist andurit või turvavõtit, mis avab privaatvõtme ja võimaldab brauseril genereerida allkirjastatud kinnituse, mis tõestab tema identiteeti serverile ilma privaatvõtit ennast kunagi edastamata. See lähenemine vähendab oluliselt paroolidega seotud rünnakute riski.

WebAuthn'i rakendamise eelised

• Täiustatud turvalisus: WebAuthn kaotab paroolid, muutes teie rakenduse immuunseks paroolipõhiste rünnakute, nagu andmepüük, toorjõurünnakud ja mandaatide täitmine, vastu. Privaatvõtmete kasutamine, mis ei lahku kunagi kasutaja seadmest, lisab täiendava turvakihi.
• Parem kasutajakogemus: Paroolivaba sisselogimine lihtsustab autentimisprotsessi. Kasutajad saavad kiiresti ja lihtsalt sisse logida biomeetria või turvavõtme abil, kaotades vajaduse keerulisi paroole meeles pidada ja tippida. See sujuv kogemus võib viia suurema kasutajate rahulolu ja kaasatuseni.
• Andmepüügikindlus: WebAuthn'i autentimisseadmed on seotud veebisaidi või rakenduse päritoluga (domeeniga). See takistab ründajatel varastatud mandaatide kasutamist petturlikel veebisaitidel, muutes WebAuthn'i andmepüügirünnakute suhtes väga vastupidavaks.
• Platvormideülene ühilduvus: WebAuthn'i toetavad kõik peamised brauserid ja operatsioonisüsteemid, tagades ühtlase autentimiskogemuse erinevates seadmetes ja platvormidel. See lai ühilduvus muudab selle elujõuliseks lahenduseks paljudele veebirakendustele.
• Vastavus ja standardimine: Veebistandardina aitab WebAuthn organisatsioonidel järgida turvanõudeid ja tööstusharu parimaid tavasid. Selle standardimine tagab koostalitlusvõime erinevate autentimisseadmete ja platvormide vahel.
• Vähendatud tugikulud: Paroolide kaotamisega saab WebAuthn märkimisväärselt vähendada tugikulusid, mis on seotud paroolide lähtestamise, konto taastamise ja turvarikkumistega.

WebAuthn'i põhimõisted

Järgmiste põhimõistete mõistmine on WebAuthn'i tõhusaks rakendamiseks ülioluline:

• Tuginev osapool (RP): See on veebisait või rakendus, mis kasutab WebAuthn'i autentimiseks. RP vastutab autentimisprotsessi algatamise ja kasutaja identiteedi kontrollimise eest.
• Autentimisseade: Autentimisseade on riist- või tarkvarakomponent, mis genereerib ja salvestab krüptograafilisi võtmeid ning teostab autentimistoiminguid. Näideteks on turvavõtmed, sõrmejäljelugejad ja näotuvastussüsteemid.
• Avaliku võtme mandaat: See on paar krüptograafilisi võtmeid (avalik ja privaatne), mis on seotud kasutaja ja autentimisseadmega. Avalik võti salvestatakse tugineva osapoole serverisse, samas kui privaatvõti salvestatakse turvaliselt kasutaja autentimisseadmesse.
• Tõestus (Attestation): Tõestus on protsess, mille käigus autentimisseade edastab krüptograafiliselt allkirjastatud teavet oma tüübi ja võimekuse kohta tuginevale osapoolele. See võimaldab RP-l kontrollida autentimisseadme autentsust ja usaldusväärsust.
• Kinnitus (Assertion): Kinnitus on autentimisseadme loodud krüptograafiliselt allkirjastatud avaldus, mis tõestab kasutaja identiteeti tuginevale osapoolele. Kinnitus põhineb kasutaja avaliku võtme mandaadiga seotud privaatvõtmel.
• Kasutaja kontrollimine: See viitab meetodile, mida autentimisseade kasutab kasutaja kohaloleku ja nõusoleku kontrollimiseks enne autentimistoimingute tegemist. Näideteks on sõrmejälje skaneerimine, PIN-koodi sisestamine ja näotuvastus.
• Kasutaja kohalolek: See tähendab lihtsalt, et kasutaja on füüsiliselt kohal ja suhtleb autentimisseadmega (nt puudutab turvavõtit).

WebAuthn'i rakendamine: samm-sammuline juhend

WebAuthn'i rakendamine hõlmab mõnda olulist sammu. Siin on protsessi üldine ülevaade:

1. Registreerimine (mandaadi loomine)

See on uue autentimisseadme registreerimise protsess tugineva osapoole juures.

1. Kasutaja algatab registreerimise: Kasutaja algatab registreerimisprotsessi veebisaidil või rakenduses.
2. Tuginev osapool genereerib väljakutse: Tuginev osapool genereerib unikaalse, krüptograafiliselt turvalise väljakutse (juhuslikud andmed) ja saadab selle kasutaja brauserisse. See väljakutse aitab vältida kordusrünnakuid. RP pakub ka teavet, nagu tugineva osapoole ID (RP ID), mis on tavaliselt veebisaidi domeeninimi.
3. Brauser võtab ühendust autentimisseadmega: Brauser kasutab WebAuthn API-d autentimisseadmega ühenduse võtmiseks. Brauser määrab RP ID, kasutaja ID ja väljakutse.
4. Autentimisseade genereerib võtmepaari: Autentimisseade genereerib uue avaliku/privaatse võtmepaari. Privaatvõti salvestatakse turvaliselt autentimisseadmesse endasse.
5. Autentimisseade allkirjastab andmed: Autentimisseade allkirjastab väljakutse (ja võib-olla ka muud andmed) privaatvõtmega. See genereerib ka tõestusavalduse, mis annab teavet autentimisseadme enda kohta.
6. Brauser tagastab andmed tuginevale osapoolele: Brauser tagastab avaliku võtme, allkirja ja tõestusavalduse tuginevale osapoolele.
7. Tuginev osapool kontrollib andmeid: Tuginev osapool kontrollib allkirja avaliku võtme abil ja kontrollib tõestusavaldust, et tagada autentimisseadme usaldusväärsus.
8. Tuginev osapool salvestab avaliku võtme: Tuginev osapool salvestab kasutaja kontoga seotud avaliku võtme.

Näide (kontseptuaalne):

Kujutage ette, et kasutaja Alice soovib registreerida oma YubiKey veebisaidil example.com. Server genereerib juhusliku stringi nagu "A7x92BcDeF" ja saadab selle Alice'i brauserisse. Seejärel käsib brauser YubiKey'l genereerida võtmepaari ja allkirjastada stringi. YubiKey teeb seda ja tagastab avaliku võtme, allkirjastatud stringi ja mõningat teavet enda kohta. Seejärel kontrollib server, kas allkiri on kehtiv ja kas YubiKey on ehtne seade, enne kui salvestab Alice'i kontoga seotud avaliku võtme.

2. Autentimine (mandaadi kinnitamine)

See on kasutaja identiteedi kontrollimise protsess registreeritud autentimisseadme abil.

1. Kasutaja algatab sisselogimise: Kasutaja algatab sisselogimisprotsessi veebisaidil või rakenduses.
2. Tuginev osapool genereerib väljakutse: Tuginev osapool genereerib unikaalse väljakutse ja saadab selle kasutaja brauserisse.
3. Brauser võtab ühendust autentimisseadmega: Brauser kasutab WebAuthn API-d kasutaja kontoga seotud autentimisseadmega ühenduse võtmiseks.
4. Autentimisseade allkirjastab väljakutse: Autentimisseade küsib kasutajalt kontrollimist (nt sõrmejälg, PIN) ja allkirjastab seejärel väljakutse privaatvõtmega.
5. Brauser tagastab andmed tuginevale osapoolele: Brauser tagastab allkirja tuginevale osapoolele.
6. Tuginev osapool kontrollib allkirja: Tuginev osapool kontrollib allkirja salvestatud avaliku võtme abil. Kui allkiri on kehtiv, on kasutaja autenditud.

Näide (kontseptuaalne):

Alice naaseb example.com lehele sisselogimiseks. Server genereerib uue juhusliku stringi nagu "G1h34IjKlM" ja saadab selle Alice'i brauserisse. Brauser palub Alice'il oma YubiKey'd puudutada. YubiKey, pärast Alice'i kohaloleku kontrollimist, allkirjastab uue stringi. Allkiri saadetakse tagasi serverisse, mis kontrollib seda registreerimisel salvestatud avaliku võtme abil. Kui allkiri ühtib, on Alice sisse logitud.

Koodinäide (lihtsustatud JavaScript – vajalik on serveripoolne osa)

See on lihtsustatud näide ja nõuab serveripoolset loogikat väljakutsete genereerimiseks, allkirjade kontrollimiseks ja kasutajakontode haldamiseks. See on mõeldud põhiliste sammude illustreerimiseks.

// Registreerimine (lihtsustatud)
async function register() {
  try {
    const options = await fetch('/registration/options').then(res => res.json()); // Hangi valikud serverist
    const credential = await navigator.credentials.create(options);

    const response = await fetch('/registration/complete', {
      method: 'POST',
      headers: {
        'Content-Type': 'application/json'
      },
      body: JSON.stringify({
        credential: {
          id: credential.id,
          rawId: btoa(String.fromCharCode(...new Uint8Array(credential.rawId))),
          type: credential.type,
          response: {
            attestationObject: btoa(String.fromCharCode(...new Uint8Array(credential.response.attestationObject))),
            clientDataJSON: btoa(String.fromCharCode(...new Uint8Array(credential.response.clientDataJSON))),
          }
        }
      })
    });

    const result = await response.json();
    if (result.success) {
      alert('Registreerimine õnnestus!');
    } else {
      alert('Registreerimine ebaõnnestus: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Viga registreerimisel:', error);
    alert('Registreerimine ebaõnnestus: ' + error.message);
  }
}

// Autentimine (lihtsustatud)
async function authenticate() {
  try {
    const options = await fetch('/authentication/options').then(res => res.json()); // Hangi valikud serverist
    const credential = await navigator.credentials.get(options);

    const response = await fetch('/authentication/complete', {
      method: 'POST',
      headers: {
        'Content-Type': 'application/json'
      },
      body: JSON.stringify({
        credential: {
          id: credential.id,
          rawId: btoa(String.fromCharCode(...new Uint8Array(credential.rawId))),
          type: credential.type,
          response: {
            authenticatorData: btoa(String.fromCharCode(...new Uint8Array(credential.response.authenticatorData))),
            clientDataJSON: btoa(String.fromCharCode(...new Uint8Array(credential.response.clientDataJSON))),
            signature: btoa(String.fromCharCode(...new Uint8Array(credential.response.signature))),
            userHandle: credential.response.userHandle ? btoa(String.fromCharCode(...new Uint8Array(credential.response.userHandle))) : null
          }
        }
      })
    });

    const result = await response.json();
    if (result.success) {
      alert('Autentimine õnnestus!');
    } else {
      alert('Autentimine ebaõnnestus: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Viga autentimisel:', error);
    alert('Autentimine ebaõnnestus: ' + error.message);
  }
}

Olulised märkused:

• Serveripoolne loogika: JavaScripti kood tugineb tugevalt serveripoolsetele komponentidele väljakutsete genereerimiseks, allkirjade kontrollimiseks ja kasutajakontode haldamiseks. Peate need komponendid rakendama serveripoolses keeles, nagu Node.js, Python, Java või PHP.
• Vigade käsitlemine: Kood sisaldab põhilist vigade käsitlemist, kuid tootmiskeskkonnas peaksite rakendama robustsemat vigade käsitlemist.
• Turvakaalutlused: Käsitsege krüptograafilisi operatsioone ja tundlikke andmeid alati turvaliselt serveripoolses osas. Järgige parimaid turvatavasid, et kaitsta end haavatavuste, nagu kordusrünnakud ja saidiülene skriptimine (XSS), eest.
• Base64 kodeering: Funktsiooni `btoa()` kasutatakse binaarandmete kodeerimiseks Base64 stringideks serverisse edastamiseks.

Õige autentimisseadme valimine

WebAuthn toetab erinevat tüüpi autentimisseadmeid, millest igaühel on oma tugevused ja nõrkused. Rakenduse jaoks autentimisseadme valimisel arvestage järgmiste teguritega:

• Turvatase: Mõned autentimisseadmed pakuvad kõrgemat turvataset kui teised. Näiteks peetakse riistvaralisi turvavõtmeid üldiselt turvalisemaks kui tarkvarapõhiseid autentimisseadmeid.
• Kasutajakogemus: Kasutajakogemus võib olenevalt autentimisseadmest oluliselt erineda. Biomeetrilised autentimisseadmed pakuvad sujuvat ja mugavat kogemust, samas kui turvavõtmed võivad nõuda kasutajatelt lisaseadme kaasaskandmist.
• Maksumus: Autentimisseadmete maksumus võib samuti varieeruda. Riistvaralised turvavõtmed võivad olla suhteliselt kallid, samas kui tarkvarapõhised autentimisseadmed on sageli tasuta.
• Platvormi ühilduvus: Veenduge, et valitud autentimisseade ühildub platvormide ja seadmetega, mida teie sihtrühm kasutab.

Siin on mõned levinumad autentimisseadmete tüübid:

• Riistvaralised turvavõtmed: Need on füüsilised seadmed, nagu YubiKey ja Titan Security Key, mis ühenduvad arvuti või mobiilseadmega USB või NFC kaudu. Need pakuvad kõrget turvalisuse taset ja on andmepüügirünnakute suhtes vastupidavad. Need on populaarne valik kõrge turvalisusega rakenduste ja ettevõtete keskkondades.
• Platvormi autentimisseadmed: Need on sisseehitatud autentimisseadmed, mis on integreeritud operatsioonisüsteemidesse ja seadmetesse. Näideteks on Windows Hello (sõrmejälg, näotuvastus) ja Touch ID macOS-is. Need pakuvad mugavat ja turvalist autentimiskogemust.
• Mobiilsed autentimisseadmed: Mõned mobiilirakendused võivad toimida WebAuthn'i autentimisseadmetena. Need kasutavad sageli biomeetrilist autentimist (sõrmejälg või näotuvastus) ja on mugavad kasutajatele, kes kasutavad teie teenust peamiselt mobiilseadmetes.

WebAuthn'i rakendamise parimad tavad

Turvalise ja kasutajasõbraliku WebAuthn'i rakenduse tagamiseks järgige neid parimaid tavasid:

• Kasutage mainekat teeki: Kaaluge hästi hooldatud ja maineka WebAuthn'i teegi või SDK kasutamist, et lihtsustada rakendamisprotsessi ja vältida levinud vigu. Teegid on saadaval erinevatele serveripoolsetele keeltele, nagu Node.js, Python ja Java.
• Rakendage robustne vigade käsitlemine: Käsitlege vigu sujuvalt ja pakkuge kasutajatele informatiivseid veateateid. Logige vigu silumise eesmärgil.
• Kaitske end kordusrünnakute eest: Kasutage unikaalseid, krüptograafiliselt turvalisi väljakutseid, et vältida kordusrünnakuid.
• Valideerige tõestusavaldusi: Kontrollige tõestusavaldusi, et tagada autentimisseadmete autentsus ja usaldusväärsus.
• Salvestage avalikud võtmed turvaliselt: Salvestage avalikud võtmed turvaliselt serveris ja kaitske neid volitamata juurdepääsu eest.
• Harige kasutajaid: Andke kasutajatele selged ja lühidad juhised WebAuthn'i autentimisseadmete registreerimiseks ja kasutamiseks.
• Pakkuge varuvariante: Pakkuge alternatiivseid autentimismeetodeid (nt taastekoodid, turvaküsimused) juhuks, kui kasutaja kaotab juurdepääsu oma peamisele autentimisseadmele. See on ülioluline juurdepääsetavuse säilitamiseks ja konto lukustamise vältimiseks. Kaaluge varuvariandina SMS-i või e-posti teel saadetavaid ühekordseid pääsukoode, kuid olge teadlik nende meetodite turvapiirangutest võrreldes WebAuthn'iga.
• Regulaarselt üle vaadata ja uuendada: Hoidke end kursis uusimate WebAuthn'i spetsifikatsioonide ja parimate turvatavadega. Vaadake oma rakendust regulaarselt üle ja uuendage seda, et kõrvaldada haavatavusi või parandada turvalisust.
• Arvestage ligipääsetavusega: Veenduge, et teie WebAuthn'i rakendus on ligipääsetav puuetega kasutajatele. Pakkuge alternatiivseid sisestusmeetodeid ja veenduge, et autentimisprotsess ühildub abitehnoloogiatega.

WebAuthn globaalses kontekstis

WebAuthn'i rakendamisel globaalsele publikule arvestage järgmisega:

• Keeletugi: Veenduge, et teie veebisait või rakendus toetab mitut keelt ja et WebAuthn'i autentimisprotsess on lokaliseeritud erinevate piirkondade jaoks.
• Kultuurilised kaalutlused: Olge teadlik kultuurilistest erinevustest autentimiseelistustes ja turvatunnetuses. Mõned kultuurid võivad tunda end teatud tüüpi autentimisseadmetega mugavamalt kui teised.
• Piirkondlikud regulatsioonid: Olge teadlik mis tahes piirkondlikest regulatsioonidest või vastavusnõuetest, mis on seotud autentimise ja andmeturvalisusega.
• Autentimisseadmete saadavus: Arvestage eri tüüpi autentimisseadmete saadavusega erinevates piirkondades. Mõned autentimisseadmed ei pruugi teatud riikides olla kergesti kättesaadavad või toetatud. Näiteks, kuigi turvavõtmed on laialdaselt saadaval Põhja-Ameerikas ja Euroopas, võib nende saadavus mõnes arenguriigis olla piiratud.
• Makseviisid: Kui müüte riistvaralisi turvavõtmeid, veenduge, et pakute makseviise, mis on erinevates piirkondades laialdaselt aktsepteeritud.

Paroolivaba autentimise tulevik

WebAuthn kogub kiiresti populaarsust turvalise ja kasutajasõbraliku alternatiivina paroolidele. Kuna üha rohkem brausereid ja platvorme toetab WebAuthn'i, on paroolivaba autentimine valmis saama uueks standardiks veebiturvalisuses. Organisatsioonid, kes võtavad omaks WebAuthn'i, saavad parandada oma turvalisust, täiustada kasutajakogemust ja vähendada tugikulusid.

FIDO Alliance jätkab WebAuthn'i ja teiste FIDO standardite arendamist ja edendamist, ajendades innovatsiooni ja parandades koostalitlusvõimet. Tulevased edusammud võivad hõlmata:

• Parem kasutajakogemus: Autentimisprotsessi edasine sujuvamaks muutmine ja kasutajate jaoks veelgi ladusamaks tegemine.
• Täiustatud turvalisus: Uute turvameetmete väljatöötamine tekkivate ohtude eest kaitsmiseks.
• Laiem kasutuselevõtt: WebAuthn'i toe laiendamine rohkematele seadmetele ja platvormidele, sealhulgas asjade interneti (IoT) seadmetele ja mobiilirakendustele.
• Integratsioon detsentraliseeritud identiteediga: WebAuthn'i integreerimise uurimine detsentraliseeritud identiteedilahendustega, et anda kasutajatele rohkem kontrolli oma isikuandmete ja veebiidentiteetide üle.

Kokkuvõte

Veebi autentimise API (WebAuthn) pakub võimsat ja turvalist lahendust paroolivabaks sisselogimiseks. Kasutades avaliku võtme krüptograafiat ja kaasaegseid autentimismeetodeid, kaotab WebAuthn paroolid, vähendab paroolidega seotud rünnakute riski ja parandab kasutajakogemust. WebAuthn'i rakendamine võib olla oluline samm teie veebisaidi või rakenduse turvalisuse suurendamisel ning mugavama ja turvalisema autentimiskogemuse pakkumisel teie kasutajatele. Kuna ohtude maastik areneb pidevalt, on paroolivaba autentimise omaksvõtmine WebAuthn'iga oluline investeering veebiturvalisuse tulevikku.