Web Authentication API: Sveobuhvatan vodič za implementaciju prijave bez lozinke

U današnjem digitalnom okruženju, sigurnost je od presudne važnosti. Tradicionalne metode autentifikacije temeljene na lozinkama sve su ranjivije na napade poput phishinga, brute-force pokušaja i credential stuffinga. Web Authentication API (WebAuthn), poznat i kao FIDO2 Client to Authenticator Protocol (CTAP), nudi modernu, sigurnu i korisnički prijateljsku alternativu: prijavu bez lozinke. Ovaj sveobuhvatni vodič provest će vas kroz principe WebAuthn-a, njegove prednosti i kako ga učinkovito implementirati u svoje web aplikacije.

Što je Web Authentication API (WebAuthn)?

Web Authentication API (WebAuthn) je web standard koji omogućuje web stranicama i aplikacijama korištenje snažnih metoda autentifikacije poput biometrije (otisak prsta, prepoznavanje lica), hardverskih sigurnosnih ključeva (YubiKey, Titan Security Key) i platformskih autentifikatora (Windows Hello, Touch ID na macOS-u) za provjeru autentičnosti korisnika. To je ključna komponenta FIDO2 projekta, otvorenog standarda za autentifikaciju koji ima za cilj zamijeniti lozinke sigurnijim i praktičnijim alternativama.

WebAuthn djeluje na principima kriptografije javnog ključa. Umjesto pohranjivanja lozinki na poslužitelju, oslanja se na kriptografski par ključeva: privatni ključ sigurno pohranjen na korisnikovom uređaju i javni ključ registriran na web stranici ili aplikaciji. Kada se korisnik pokuša prijaviti, lokalno se autentificira pomoću svog biometrijskog senzora ili sigurnosnog ključa, što otključava privatni ključ i omogućuje pregledniku da generira potpisanu tvrdnju (assertion) koja dokazuje njihov identitet poslužitelju bez ikakvog prijenosa samog privatnog ključa. Ovaj pristup značajno smanjuje rizik od napada povezanih s lozinkama.

Prednosti implementacije WebAuthn-a

• Poboljšana sigurnost: WebAuthn eliminira lozinke, čineći vašu aplikaciju otpornom na napade temeljene na lozinkama poput phishinga, brute-force napada i credential stuffinga. Korištenje privatnih ključeva, koji nikada ne napuštaju korisnikov uređaj, dodaje dodatni sloj sigurnosti.
• Poboljšano korisničko iskustvo: Prijava bez lozinke pojednostavljuje proces autentifikacije. Korisnici se mogu brzo i jednostavno prijaviti pomoću biometrije ili sigurnosnog ključa, eliminirajući potrebu za pamćenjem i tipkanjem složenih lozinki. Ovo pojednostavljeno iskustvo može dovesti do povećanog zadovoljstva i angažmana korisnika.
• Otpornost na phishing: WebAuthn autentifikatori vezani su za podrijetlo (domenu) web stranice ili aplikacije. To sprječava napadače da koriste ukradene vjerodajnice na lažnim web stranicama, čineći WebAuthn izuzetno otpornim na phishing napade.
• Kompatibilnost s više platformi: WebAuthn je podržan od strane svih glavnih preglednika i operativnih sustava, osiguravajući dosljedno iskustvo autentifikacije na različitim uređajima i platformama. Ova široka kompatibilnost čini ga održivim rješenjem za širok raspon web aplikacija.
• Usklađenost i standardizacija: Kao web standard, WebAuthn pomaže organizacijama da se usklade sa sigurnosnim propisima i najboljim praksama u industriji. Njegova standardizacija osigurava interoperabilnost između različitih autentifikatora i platformi.
• Smanjeni troškovi podrške: Eliminacijom lozinki, WebAuthn može značajno smanjiti troškove podrške povezane s resetiranjem lozinki, oporavkom računa i sigurnosnim probojima.

Ključni koncepti u WebAuthn-u

Razumijevanje sljedećih ključnih koncepata ključno je za učinkovitu implementaciju WebAuthn-a:

• Oslanjajuća strana (Relying Party - RP): Ovo je web stranica ili aplikacija koja koristi WebAuthn za autentifikaciju. RP je odgovoran za pokretanje procesa autentifikacije i provjeru identiteta korisnika.
• Autentifikator: Autentifikator je hardverska ili softverska komponenta koja generira i pohranjuje kriptografske ključeve te obavlja operacije autentifikacije. Primjeri uključuju sigurnosne ključeve, čitače otiska prsta i sustave za prepoznavanje lica.
• Vjerodajnica javnog ključa (Public Key Credential): Ovo je par kriptografskih ključeva (javni i privatni) povezan s korisnikom i autentifikatorom. Javni ključ pohranjen je na poslužitelju Oslanjajuće strane, dok je privatni ključ sigurno pohranjen na korisnikovom autentifikatoru.
• Potvrda (Attestation): Potvrda je proces kojim autentifikator pruža kriptografski potpisane informacije o svom tipu i mogućnostima Oslanjajućoj strani. To omogućuje RP-u da provjeri autentičnost i pouzdanost autentifikatora.
• Tvrdnja (Assertion): Tvrdnja je kriptografski potpisana izjava koju generira autentifikator, a koja dokazuje identitet korisnika Oslanjajućoj strani. Tvrdnja se temelji na privatnom ključu povezanom s korisnikovom vjerodajnicom javnog ključa.
• Verifikacija korisnika (User Verification): Ovo se odnosi na metodu koju autentifikator koristi za provjeru prisutnosti i pristanka korisnika prije obavljanja operacija autentifikacije. Primjeri uključuju skeniranje otiska prsta, unos PIN-a i prepoznavanje lica.
• Prisutnost korisnika (User Presence): Ovo jednostavno znači da je korisnik fizički prisutan i u interakciji s autentifikatorom (npr. dodirom sigurnosnog ključa).

Implementacija WebAuthn-a: Vodič korak po korak

Implementacija WebAuthn-a uključuje nekoliko ključnih koraka. Evo općeg pregleda procesa:

1. Registracija (Stvaranje vjerodajnice)

Ovo je proces registracije novog autentifikatora kod Oslanjajuće strane.

1. Korisnik pokreće registraciju: Korisnik pokreće proces registracije na web stranici ili aplikaciji.
2. Oslanjajuća strana generira izazov: Oslanjajuća strana generira jedinstveni, kriptografski siguran izazov (nasumične podatke) i šalje ga korisnikovom pregledniku. Ovaj izazov pomaže u sprječavanju replay napada. RP također pruža informacije poput ID-a Oslanjajuće strane (RP ID), što je obično naziv domene web stranice.
3. Preglednik kontaktira autentifikator: Preglednik koristi WebAuthn API za kontaktiranje autentifikatora. Preglednik navodi RP ID, korisnički ID i izazov.
4. Autentifikator generira par ključeva: Autentifikator generira novi par javnog/privatnog ključa. Privatni ključ sigurno se pohranjuje na samom autentifikatoru.
5. Autentifikator potpisuje podatke: Autentifikator potpisuje izazov (i moguće druge podatke) koristeći privatni ključ. Također generira izjavu o potvrdi (attestation statement), koja pruža informacije o samom autentifikatoru.
6. Preglednik vraća podatke Oslanjajućoj strani: Preglednik vraća javni ključ, potpis i izjavu o potvrdi Oslanjajućoj strani.
7. Oslanjajuća strana provjerava podatke: Oslanjajuća strana provjerava potpis koristeći javni ključ i provjerava izjavu o potvrdi kako bi osigurala da je autentifikator pouzdan.
8. Oslanjajuća strana pohranjuje javni ključ: Oslanjajuća strana pohranjuje javni ključ povezan s korisničkim računom.

Primjer (Konceptualni):

Zamislite da korisnica, Alice, želi registrirati svoj YubiKey na example.com. Poslužitelj generira nasumični niz poput "A7x92BcDeF" i šalje ga Aliceinom pregledniku. Preglednik zatim nalaže YubiKeyu da generira par ključeva i potpiše niz. YubiKey to čini i vraća javni ključ, potpisani niz i neke informacije o sebi. Poslužitelj zatim provjerava je li potpis valjan i je li YubiKey originalan uređaj prije pohranjivanja javnog ključa povezanog s Aliceinim računom.

2. Autentifikacija (Tvrdnja vjerodajnice)

Ovo je proces provjere identiteta korisnika pomoću registriranog autentifikatora.

1. Korisnik pokreće prijavu: Korisnik pokreće proces prijave na web stranici ili aplikaciji.
2. Oslanjajuća strana generira izazov: Oslanjajuća strana generira jedinstveni izazov i šalje ga korisnikovom pregledniku.
3. Preglednik kontaktira autentifikator: Preglednik koristi WebAuthn API za kontaktiranje autentifikatora povezanog s korisničkim računom.
4. Autentifikator potpisuje izazov: Autentifikator traži od korisnika verifikaciju (npr. otisak prsta, PIN) i zatim potpisuje izazov koristeći privatni ključ.
5. Preglednik vraća podatke Oslanjajućoj strani: Preglednik vraća potpis Oslanjajućoj strani.
6. Oslanjajuća strana provjerava potpis: Oslanjajuća strana provjerava potpis koristeći pohranjeni javni ključ. Ako je potpis valjan, korisnik je autentificiran.

Primjer (Konceptualni):

Alice se vraća na example.com kako bi se prijavila. Poslužitelj generira drugi nasumični niz poput "G1h34IjKlM" i šalje ga Aliceinom pregledniku. Preglednik traži od Alice da dodirne svoj YubiKey. YubiKey, nakon provjere Aliceine prisutnosti, potpisuje novi niz. Potpis se šalje natrag poslužitelju, koji ga provjerava koristeći javni ključ pohranjen tijekom registracije. Ako se potpis podudara, Alice je prijavljena.

Primjer koda (Pojednostavljeni JavaScript - potrebna je poslužiteljska strana)

Ovo je pojednostavljeni primjer i zahtijeva logiku na strani poslužitelja za generiranje izazova, provjeru potpisa i upravljanje korisničkim računima. Namjera mu je ilustrirati osnovne korake.

// Registracija (Pojednostavljeno)
async function register() {
  try {
    const options = await fetch('/registration/options').then(res => res.json()); // Dohvati opcije s poslužitelja
    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('Registracija uspješna!');
    } else {
      alert('Registracija nije uspjela: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Greška tijekom registracije:', error);
    alert('Registracija nije uspjela: ' + error.message);
  }
}

// Autentifikacija (Pojednostavljeno)
async function authenticate() {
  try {
    const options = await fetch('/authentication/options').then(res => res.json()); // Dohvati opcije s poslužitelja
    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('Autentifikacija uspješna!');
    } else {
      alert('Autentifikacija nije uspjela: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Greška tijekom autentifikacije:', error);
    alert('Autentifikacija nije uspjela: ' + error.message);
  }
}

Važne napomene:

• Logika na strani poslužitelja: JavaScript kod se uvelike oslanja na komponente na strani poslužitelja za generiranje izazova, provjeru potpisa i upravljanje korisničkim računima. Morat ćete implementirati te komponente koristeći jezik na strani poslužitelja poput Node.js-a, Pythona, Jave ili PHP-a.
• Obrada grešaka: Kod uključuje osnovnu obradu grešaka, ali biste trebali implementirati robusniju obradu grešaka u produkcijskom okruženju.
• Sigurnosna razmatranja: Uvijek rukujte kriptografskim operacijama i osjetljivim podacima sigurno na strani poslužitelja. Slijedite najbolje sigurnosne prakse kako biste se zaštitili od ranjivosti poput replay napada i cross-site scripting (XSS) napada.
• Base64 kodiranje: Funkcija `btoa()` koristi se za kodiranje binarnih podataka u Base64 nizove za prijenos na poslužitelj.

Odabir pravog autentifikatora

WebAuthn podržava različite vrste autentifikatora, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke. Prilikom odabira autentifikatora za svoju aplikaciju, razmotrite sljedeće čimbenike:

• Razina sigurnosti: Neki autentifikatori nude višu razinu sigurnosti od drugih. Na primjer, hardverski sigurnosni ključevi općenito se smatraju sigurnijima od softverskih autentifikatora.
• Korisničko iskustvo: Korisničko iskustvo može se značajno razlikovati ovisno o autentifikatoru. Biometrijski autentifikatori nude besprijekorno i praktično iskustvo, dok sigurnosni ključevi mogu zahtijevati od korisnika da nose dodatni uređaj.
• Cijena: Cijena autentifikatora također može varirati. Hardverski sigurnosni ključevi mogu biti relativno skupi, dok su softverski autentifikatori često besplatni.
• Kompatibilnost s platformama: Provjerite je li autentifikator koji odaberete kompatibilan s platformama i uređajima koje koristi vaša ciljana publika.

Evo nekih uobičajenih vrsta autentifikatora:

• Hardverski sigurnosni ključevi: To su fizički uređaji, poput YubiKeyeva i Titan Security Keyeva, koji se povezuju s računalom ili mobilnim uređajem putem USB-a ili NFC-a. Nude visoku razinu sigurnosti i otporni su na phishing napade. Popularan su izbor za aplikacije visoke sigurnosti i poslovna okruženja.
• Platformski autentifikatori: To su ugrađeni autentifikatori integrirani u operativne sustave i uređaje. Primjeri uključuju Windows Hello (otisak prsta, prepoznavanje lica) i Touch ID na macOS-u. Nude praktično i sigurno iskustvo autentifikacije.
• Mobilni autentifikatori: Neke mobilne aplikacije mogu djelovati kao WebAuthn autentifikatori. Često koriste biometrijsku autentifikaciju (otisak prsta ili prepoznavanje lica) i praktične su za korisnike koji primarno pristupaju vašoj usluzi na mobilnim uređajima.

Najbolje prakse za implementaciju WebAuthn-a

Kako biste osigurali sigurnu i korisnički prijateljsku implementaciju WebAuthn-a, slijedite ove najbolje prakse:

• Koristite pouzdanu biblioteku: Razmislite o korištenju dobro održavane i ugledne WebAuthn biblioteke ili SDK-a kako biste pojednostavili proces implementacije i izbjegli uobičajene zamke. Dostupne su biblioteke za različite jezike na strani poslužitelja, poput Node.js-a, Pythona i Jave.
• Implementirajte robusnu obradu grešaka: Rukujte greškama elegantno i pružite informativne poruke o greškama korisnicima. Bilježite greške u svrhu otklanjanja poteškoća.
• Zaštitite se od replay napada: Koristite jedinstvene, kriptografski sigurne izazove kako biste spriječili replay napade.
• Provjeravajte izjave o potvrdi (attestation statements): Provjeravajte izjave o potvrdi kako biste osigurali autentičnost i pouzdanost autentifikatora.
• Pohranjujte javne ključeve sigurno: Pohranjujte javne ključeve sigurno na poslužitelju i zaštitite ih od neovlaštenog pristupa.
• Educirajte korisnike: Pružite jasne i sažete upute korisnicima o tome kako registrirati i koristiti WebAuthn autentifikatore.
• Ponudite rezervne opcije: Pružite alternativne metode autentifikacije (npr. kodovi za oporavak, sigurnosna pitanja) u slučaju da korisnik izgubi pristup svom primarnom autentifikatoru. To je ključno za održavanje dostupnosti i sprječavanje zaključavanja računa. Razmislite o ponudi jednokratnih lozinki poslanih putem SMS-a ili e-pošte kao rezervne opcije, ali budite svjesni sigurnosnih ograničenja tih metoda u usporedbi s WebAuthn-om.
• Redovito pregledavajte i ažurirajte: Budite u tijeku s najnovijim WebAuthn specifikacijama i najboljim sigurnosnim praksama. Redovito pregledavajte i ažurirajte svoju implementaciju kako biste riješili sve ranjivosti ili poboljšali sigurnost.
• Uzmite u obzir pristupačnost: Osigurajte da je vaša implementacija WebAuthn-a pristupačna korisnicima s invaliditetom. Pružite alternativne metode unosa i osigurajte da je proces autentifikacije kompatibilan s pomoćnim tehnologijama.

WebAuthn u globalnom kontekstu

Prilikom implementacije WebAuthn-a za globalnu publiku, razmotrite sljedeće:

• Jezična podrška: Osigurajte da vaša web stranica ili aplikacija podržava više jezika i da je proces WebAuthn autentifikacije lokaliziran za različite regije.
• Kulturološka razmatranja: Budite svjesni kulturoloških razlika u preferencijama autentifikacije i percepciji sigurnosti. Neke kulture mogu biti ugodnije s određenim vrstama autentifikatora od drugih.
• Regionalni propisi: Budite svjesni bilo kakvih regionalnih propisa ili zahtjeva za usklađenost povezanih s autentifikacijom i sigurnošću podataka.
• Dostupnost autentifikatora: Uzmite u obzir dostupnost različitih vrsta autentifikatora u različitim regijama. Neki autentifikatori možda neće biti lako dostupni ili podržani u određenim zemljama. Na primjer, dok su sigurnosni ključevi široko dostupni u Sjevernoj Americi i Europi, njihova dostupnost može biti ograničena u nekim zemljama u razvoju.
• Načini plaćanja: Ako prodajete hardverske sigurnosne ključeve, osigurajte da nudite načine plaćanja koji su široko prihvaćeni u različitim regijama.

Budućnost autentifikacije bez lozinke

WebAuthn brzo dobiva na popularnosti kao sigurna i korisnički prijateljska alternativa lozinkama. Kako sve više preglednika i platformi podržava WebAuthn, autentifikacija bez lozinke spremna je postati novi standard za online sigurnost. Organizacije koje prihvate WebAuthn mogu poboljšati svoju sigurnosnu poziciju, poboljšati korisničko iskustvo i smanjiti troškove podrške.

FIDO Alliance nastavlja razvijati i promovirati WebAuthn i druge FIDO standarde, potičući inovacije i poboljšavajući interoperabilnost. Buduća poboljšanja mogu uključivati:

• Poboljšano korisničko iskustvo: Daljnje pojednostavljenje procesa autentifikacije i njegovo činjenje još besprijekornijim za korisnike.
• Poboljšana sigurnost: Razvoj novih sigurnosnih mjera za zaštitu od novih prijetnji.
• Šire usvajanje: Proširenje podrške za WebAuthn na više uređaja i platformi, uključujući IoT uređaje i mobilne aplikacije.
• Integracija s decentraliziranim identitetom: Istraživanje integracije WebAuthn-a s rješenjima za decentralizirani identitet kako bi se korisnicima dalo više kontrole nad njihovim osobnim podacima i online identitetima.

Zaključak

Web Authentication API (WebAuthn) nudi moćno i sigurno rješenje za implementaciju prijave bez lozinke. Korištenjem kriptografije javnog ključa i modernih metoda autentifikacije, WebAuthn eliminira lozinke, smanjuje rizik od napada povezanih s lozinkama i poboljšava korisničko iskustvo. Implementacija WebAuthn-a može biti značajan korak prema poboljšanju sigurnosti vaše web stranice ili aplikacije i pružanju praktičnijeg i sigurnijeg iskustva autentifikacije za vaše korisnike. Kako se krajolik prijetnji nastavlja razvijati, prihvaćanje autentifikacije bez lozinke s WebAuthn-om ključna je investicija u budućnost online sigurnosti.