Web Authentication API: Átfogó útmutató a jelszó nélküli bejelentkezés implementálásához

A mai digitális világban a biztonság kiemelten fontos. A hagyományos, jelszóalapú hitelesítési módszerek egyre sebezhetőbbek az olyan támadásokkal szemben, mint az adathalászat, a brute-force próbálkozások és a hitelesítő adatokkal való visszaélés (credential stuffing). A Web Authentication API (WebAuthn), más néven FIDO2 Client to Authenticator Protocol (CTAP), egy modern, biztonságos és felhasználóbarát alternatívát kínál: a jelszó nélküli bejelentkezést. Ez az átfogó útmutató végigvezeti Önt a WebAuthn alapelvein, előnyein és azon, hogyan implementálhatja hatékonyan webalkalmazásaiban.

Mi az a Web Authentication API (WebAuthn)?

A Web Authentication API (WebAuthn) egy webes szabvány, amely lehetővé teszi a webhelyek és alkalmazások számára, hogy erős hitelesítési módszereket, például biometrikus adatokat (ujjlenyomat, arcfelismerés), hardveres biztonsági kulcsokat (YubiKey, Titan Security Key) és platform-hitelesítőket (Windows Hello, Touch ID macOS-en) használjanak a felhasználói hitelesítéshez. Ez a FIDO2 projekt egyik alapvető komponense, egy nyílt hitelesítési szabvány, amelynek célja a jelszavak biztonságosabb és kényelmesebb alternatívákkal való helyettesítése.

A WebAuthn a nyilvános kulcsú kriptográfia elvein működik. Ahelyett, hogy jelszavakat tárolna a szerveren, egy kriptográfiai kulcspárra támaszkodik: egy privát kulcsra, amelyet biztonságosan tárol a felhasználó eszközén, és egy nyilvános kulcsra, amelyet a webhelyen vagy alkalmazásban regisztráltak. Amikor egy felhasználó be akar jelentkezni, helyben hitelesíti magát a biometrikus érzékelőjével vagy biztonsági kulcsával, ami feloldja a privát kulcsot, és lehetővé teszi a böngésző számára, hogy generáljon egy aláírt igazolást (signed assertion), amely bizonyítja a személyazonosságát a szerver felé anélkül, hogy magát a privát kulcsot valaha is továbbítaná. Ez a megközelítés jelentősen csökkenti a jelszavakkal kapcsolatos támadások kockázatát.

A WebAuthn implementálásának előnyei

• Fokozott biztonság: A WebAuthn megszünteti a jelszavakat, így az alkalmazása immunissá válik az olyan jelszóalapú támadásokkal szemben, mint az adathalászat, a brute-force támadások és a hitelesítő adatokkal való visszaélés. A privát kulcsok használata, amelyek soha nem hagyják el a felhasználó eszközét, további biztonsági réteget ad.
• Jobb felhasználói élmény: A jelszó nélküli bejelentkezés egyszerűsíti a hitelesítési folyamatot. A felhasználók gyorsan és egyszerűen bejelentkezhetnek biometrikus adatokkal vagy biztonsági kulccsal, így nem kell bonyolult jelszavakat megjegyezniük és begépelniük. Ez az egyszerűsített élmény növelheti a felhasználói elégedettséget és elkötelezettséget.
• Adathalászat elleni védelem: A WebAuthn hitelesítők a webhely vagy alkalmazás eredetéhez (domainjéhez) vannak kötve. Ez megakadályozza, hogy a támadók ellopott hitelesítő adatokat használjanak csaló webhelyeken, így a WebAuthn rendkívül ellenálló az adathalász támadásokkal szemben.
• Platformfüggetlen kompatibilitás: A WebAuthn-t minden nagyobb böngésző és operációs rendszer támogatja, biztosítva a következetes hitelesítési élményt a különböző eszközökön és platformokon. Ez a széles körű kompatibilitás életképes megoldássá teszi számos webalkalmazás számára.
• Megfelelőség és szabványosítás: Webes szabványként a WebAuthn segíti a szervezeteket a biztonsági előírásoknak és az iparági legjobb gyakorlatoknak való megfelelésben. Szabványosítása biztosítja a különböző hitelesítők és platformok közötti interoperabilitást.
• Csökkentett támogatási költségek: A jelszavak megszüntetésével a WebAuthn jelentősen csökkentheti a jelszó-visszaállítással, a fiók-helyreállítással és a biztonsági incidensekkel kapcsolatos támogatási költségeket.

Kulcsfogalmak a WebAuthn-ben

A következő kulcsfogalmak megértése elengedhetetlen a WebAuthn hatékony implementálásához:

• Függő fél (Relying Party - RP): Ez az a webhely vagy alkalmazás, amely a WebAuthn-t használja hitelesítésre. Az RP felelős a hitelesítési folyamat elindításáért és a felhasználó személyazonosságának ellenőrzéséért.
• Hitelesítő (Authenticator): A hitelesítő egy hardveres vagy szoftveres komponens, amely kriptográfiai kulcsokat generál és tárol, valamint hitelesítési műveleteket hajt végre. Ilyenek például a biztonsági kulcsok, az ujjlenyomat-olvasók és az arcfelismerő rendszerek.
• Nyilvános kulcsú hitelesítő adat (Public Key Credential): Ez egy kriptográfiai kulcspár (nyilvános és privát), amely egy felhasználóhoz és egy hitelesítőhöz van társítva. A nyilvános kulcsot a Függő fél szerverén tárolják, míg a privát kulcsot biztonságosan a felhasználó hitelesítőjén.
• Tanúsítás (Attestation): A tanúsítás az a folyamat, amely során a hitelesítő kriptográfiailag aláírt információkat szolgáltat a típusáról és képességeiről a Függő fél számára. Ez lehetővé teszi az RP számára, hogy ellenőrizze a hitelesítő hitelességét és megbízhatóságát.
• Igazolás (Assertion): Az igazolás egy kriptográfiailag aláírt nyilatkozat, amelyet a hitelesítő generál, és amely bizonyítja a felhasználó személyazonosságát a Függő fél számára. Az igazolás a felhasználó nyilvános kulcsú hitelesítő adatához tartozó privát kulcson alapul.
• Felhasználói ellenőrzés (User Verification): Ez arra a módszerre utal, amellyel a hitelesítő ellenőrzi a felhasználó jelenlétét és hozzájárulását a hitelesítési műveletek elvégzése előtt. Ilyen például az ujjlenyomat-leolvasás, a PIN-kód bevitele és az arcfelismerés.
• Felhasználói jelenlét (User Presence): Ez egyszerűen azt jelenti, hogy a felhasználó fizikailag jelen van és interakcióba lép a hitelesítővel (pl. megérint egy biztonsági kulcsot).

A WebAuthn implementálása: Lépésről lépésre útmutató

A WebAuthn implementálása néhány kulcsfontosságú lépésből áll. Itt található a folyamat általános vázlata:

1. Regisztráció (Hitelesítő adat létrehozása)

Ez az a folyamat, amely során egy új hitelesítőt regisztrálnak a Függő félnél.

1. A felhasználó elindítja a regisztrációt: A felhasználó elindítja a regisztrációs folyamatot a webhelyen vagy az alkalmazásban.
2. A Függő fél kihívást (challenge) generál: A Függő fél egy egyedi, kriptográfiailag biztonságos kihívást (véletlenszerű adatot) generál, és elküldi azt a felhasználó böngészőjének. Ez a kihívás segít megelőzni az újrajátszásos támadásokat (replay attacks). Az RP olyan információkat is megad, mint a Függő fél azonosítója (RP ID), ami általában a webhely domainneve.
3. A böngésző kapcsolatba lép a hitelesítővel: A böngésző a WebAuthn API-t használja a hitelesítővel való kapcsolatfelvételhez. A böngésző megadja az RP ID-t, a felhasználói azonosítót és a kihívást.
4. A hitelesítő kulcspárt generál: A hitelesítő létrehoz egy új nyilvános/privát kulcspárt. A privát kulcsot biztonságosan magán a hitelesítőn tárolják.
5. A hitelesítő aláírja az adatokat: A hitelesítő a privát kulcs segítségével aláírja a kihívást (és esetleg más adatokat is). Ezenkívül generál egy tanúsítási nyilatkozatot (attestation statement), amely információkat tartalmaz magáról a hitelesítőről.
6. A böngésző visszaküldi az adatokat a Függő félnek: A böngésző visszaküldi a nyilvános kulcsot, az aláírást és a tanúsítási nyilatkozatot a Függő félnek.
7. A Függő fél ellenőrzi az adatokat: A Függő fél a nyilvános kulcs segítségével ellenőrzi az aláírást, és ellenőrzi a tanúsítási nyilatkozatot, hogy megbizonyosodjon a hitelesítő megbízhatóságáról.
8. A Függő fél tárolja a nyilvános kulcsot: A Függő fél tárolja a felhasználó fiókjához társított nyilvános kulcsot.

Példa (koncepcionális):

Képzeljük el, hogy egy felhasználó, Alíz, regisztrálni szeretné a YubiKey kulcsát az example.com oldalon. A szerver generál egy véletlenszerű karaktersorozatot, például "A7x92BcDeF", és elküldi azt Alíz böngészőjének. A böngésző ezután utasítja a YubiKey-t, hogy generáljon egy kulcspárt és írja alá a karaktersorozatot. A YubiKey ezt megteszi, és visszaküldi a nyilvános kulcsot, az aláírt karaktersorozatot és néhány információt magáról. A szerver ezután ellenőrzi, hogy az aláírás érvényes-e, és hogy a YubiKey egy eredeti eszköz-e, mielőtt eltárolná a nyilvános kulcsot Alíz fiókjához társítva.

2. Hitelesítés (Hitelesítő adat igazolása)

Ez az a folyamat, amely során a regisztrált hitelesítő segítségével ellenőrzik a felhasználó személyazonosságát.

1. A felhasználó elindítja a bejelentkezést: A felhasználó elindítja a bejelentkezési folyamatot a webhelyen vagy az alkalmazásban.
2. A Függő fél kihívást generál: A Függő fél egy egyedi kihívást generál, és elküldi azt a felhasználó böngészőjének.
3. A böngésző kapcsolatba lép a hitelesítővel: A böngésző a WebAuthn API-t használja a felhasználó fiókjához társított hitelesítővel való kapcsolatfelvételhez.
4. A hitelesítő aláírja a kihívást: A hitelesítő ellenőrzést kér a felhasználótól (pl. ujjlenyomat, PIN), majd a privát kulcs segítségével aláírja a kihívást.
5. A böngésző visszaküldi az adatokat a Függő félnek: A böngésző visszaküldi az aláírást a Függő félnek.
6. A Függő fél ellenőrzi az aláírást: A Függő fél a tárolt nyilvános kulcs segítségével ellenőrzi az aláírást. Ha az aláírás érvényes, a felhasználó hitelesítése megtörtént.

Példa (koncepcionális):

Alíz visszatér az example.com oldalra bejelentkezni. A szerver generál egy másik véletlenszerű karaktersorozatot, például "G1h34IjKlM", és elküldi azt Alíz böngészőjének. A böngésző felszólítja Alízt, hogy érintse meg a YubiKey kulcsát. A YubiKey, miután ellenőrizte Alíz jelenlétét, aláírja az új karaktersorozatot. Az aláírás visszaküldésre kerül a szervernek, amely a regisztráció során tárolt nyilvános kulccsal ellenőrzi azt. Ha az aláírás egyezik, Alíz be van jelentkezve.

Kódpélda (Egyszerűsített JavaScript - Szerveroldali logika szükséges)

Ez egy egyszerűsített példa, amely szerveroldali logikát igényel a kihívások generálásához, az aláírások ellenőrzéséhez és a felhasználói fiókok kezeléséhez. Célja az alapvető lépések bemutatása.

// Regisztráció (Egyszerűsített)
async function register() {
  try {
    const options = await fetch('/registration/options').then(res => res.json()); // Opciók lekérése a szerverről
    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('Sikeres regisztráció!');
    } else {
      alert('Sikertelen regisztráció: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Hiba a regisztráció során:', error);
    alert('Sikertelen regisztráció: ' + error.message);
  }
}

// Hitelesítés (Egyszerűsített)
async function authenticate() {
  try {
    const options = await fetch('/authentication/options').then(res => res.json()); // Opciók lekérése a szerverről
    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('Sikeres hitelesítés!');
    } else {
      alert('Sikertelen hitelesítés: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Hiba a hitelesítés során:', error);
    alert('Sikertelen hitelesítés: ' + error.message);
  }
}

Fontos megjegyzések:

• Szerveroldali logika: A JavaScript kód nagymértékben támaszkodik szerveroldali komponensekre a kihívások generálásához, az aláírások ellenőrzéséhez és a felhasználói fiókok kezeléséhez. Ezeket a komponenseket egy szerveroldali nyelven, például Node.js, Python, Java vagy PHP segítségével kell implementálnia.
• Hibakezelés: A kód alapvető hibakezelést tartalmaz, de éles környezetben robusztusabb hibakezelést kell implementálnia.
• Biztonsági megfontolások: A kriptográfiai műveleteket és az érzékeny adatokat mindig biztonságosan kezelje a szerveroldalon. Kövesse a biztonsági legjobb gyakorlatokat az olyan sebezhetőségek elleni védelem érdekében, mint az újrajátszásos támadások és a cross-site scripting (XSS) támadások.
• Base64 kódolás: A `btoa()` funkció a bináris adatok Base64 karaktersorozattá kódolására szolgál a szerverre történő továbbításhoz.

A megfelelő hitelesítő kiválasztása

A WebAuthn különböző típusú hitelesítőket támogat, mindegyiknek megvannak a maga erősségei és gyengeségei. Amikor hitelesítőt választ az alkalmazásához, vegye figyelembe a következő tényezőket:

• Biztonsági szint: Néhány hitelesítő magasabb szintű biztonságot nyújt, mint mások. Például a hardveres biztonsági kulcsokat általában biztonságosabbnak tekintik, mint a szoftveralapú hitelesítőket.
• Felhasználói élmény: A felhasználói élmény jelentősen eltérhet a hitelesítőtől függően. A biometrikus hitelesítők zökkenőmentes és kényelmes élményt nyújtanak, míg a biztonsági kulcsok megkövetelhetik a felhasználóktól, hogy egy további eszközt hordozzanak magukkal.
• Költség: A hitelesítők költsége is változó lehet. A hardveres biztonsági kulcsok viszonylag drágák lehetnek, míg a szoftveralapú hitelesítők gyakran ingyenesek.
• Platformkompatibilitás: Győződjön meg arról, hogy a választott hitelesítő kompatibilis a célközönsége által használt platformokkal és eszközökkel.

Íme néhány gyakori hitelesítő típus:

• Hardveres biztonsági kulcsok: Ezek fizikai eszközök, mint például a YubiKey és a Titan Security Key, amelyek USB-n vagy NFC-n keresztül csatlakoznak a számítógéphez vagy mobil eszközhöz. Magas szintű biztonságot nyújtanak és ellenállnak az adathalász támadásoknak. Népszerű választás a magas biztonsági szintű alkalmazásokhoz és vállalati környezetekhez.
• Platform hitelesítők: Ezek beépített hitelesítők, amelyeket az operációs rendszerekbe és eszközökbe integráltak. Ilyen például a Windows Hello (ujjlenyomat, arcfelismerés) és a Touch ID macOS-en. Kényelmes és biztonságos hitelesítési élményt nyújtanak.
• Mobil hitelesítők: Néhány mobilalkalmazás képes WebAuthn hitelesítőként működni. Ezek gyakran biometrikus hitelesítést (ujjlenyomat vagy arcfelismerés) használnak, és kényelmesek azoknak a felhasználóknak, akik elsősorban mobil eszközökről érik el a szolgáltatását.

Bevált gyakorlatok a WebAuthn implementálásához

A biztonságos és felhasználóbarát WebAuthn implementáció érdekében kövesse az alábbi legjobb gyakorlatokat:

• Használjon megbízható könyvtárat: Fontolja meg egy jól karbantartott és elismert WebAuthn könyvtár vagy SDK használatát az implementációs folyamat egyszerűsítése és a gyakori buktatók elkerülése érdekében. Különböző szerveroldali nyelvekhez, például Node.js-hez, Pythonhoz és Java-hoz is rendelkezésre állnak könyvtárak.
• Implementáljon robusztus hibakezelést: Kezelje a hibákat elegánsan, és adjon informatív hibaüzeneteket a felhasználóknak. Naplózza a hibákat hibakeresési célokból.
• Védekezzen az újrajátszásos támadások ellen: Használjon egyedi, kriptográfiailag biztonságos kihívásokat az újrajátszásos támadások megelőzésére.
• Ellenőrizze a tanúsítási nyilatkozatokat: Verifikálja a tanúsítási nyilatkozatokat a hitelesítők hitelességének és megbízhatóságának biztosítása érdekében.
• Tárolja biztonságosan a nyilvános kulcsokat: Tárolja a nyilvános kulcsokat biztonságosan a szerveren, és védje őket az illetéktelen hozzáféréstől.
• Oktassa a felhasználókat: Adjon világos és tömör utasításokat a felhasználóknak a WebAuthn hitelesítők regisztrálásáról és használatáról.
• Kínáljon biztonsági mentési lehetőségeket: Biztosítson alternatív hitelesítési módszereket (pl. helyreállítási kódok, biztonsági kérdések) arra az esetre, ha a felhasználó elveszíti hozzáférését az elsődleges hitelesítőjéhez. Ez kulcsfontosságú a hozzáférhetőség fenntartásához és a fiókok zárolásának megelőzéséhez. Fontolja meg az SMS-ben vagy e-mailben küldött egyszer használatos jelszavak felajánlását biztonsági mentési lehetőségként, de legyen tisztában ezen módszerek biztonsági korlátaival a WebAuthn-hez képest.
• Rendszeresen vizsgálja felül és frissítse: Maradjon naprakész a legújabb WebAuthn specifikációkkal és biztonsági legjobb gyakorlatokkal. Rendszeresen vizsgálja felül és frissítse az implementációját az esetleges sebezhetőségek kezelése vagy a biztonság javítása érdekében.
• Vegye figyelembe a hozzáférhetőséget: Győződjön meg róla, hogy a WebAuthn implementációja hozzáférhető a fogyatékkal élő felhasználók számára. Biztosítson alternatív beviteli módszereket, és győződjön meg arról, hogy a hitelesítési folyamat kompatibilis a kisegítő technológiákkal.

A WebAuthn globális kontextusban

Amikor a WebAuthn-t globális közönség számára implementálja, vegye figyelembe a következőket:

• Nyelvi támogatás: Győződjön meg arról, hogy webhelye vagy alkalmazása több nyelvet támogat, és hogy a WebAuthn hitelesítési folyamat lokalizálva van a különböző régiók számára.
• Kulturális megfontolások: Legyen tekintettel a hitelesítési preferenciákban és a biztonsági felfogásban mutatkozó kulturális különbségekre. Egyes kultúrák kényelmesebben érezhetik magukat bizonyos típusú hitelesítőkkel, mint másokkal.
• Regionális szabályozások: Legyen tisztában a hitelesítéssel és az adatbiztonsággal kapcsolatos regionális szabályozásokkal vagy megfelelőségi követelményekkel.
• Hitelesítők elérhetősége: Vegye figyelembe a különböző típusú hitelesítők elérhetőségét a különböző régiókban. Előfordulhat, hogy egyes hitelesítők nem állnak könnyen rendelkezésre vagy nem támogatottak bizonyos országokban. Például, míg a biztonsági kulcsok széles körben elérhetők Észak-Amerikában és Európában, elérhetőségük korlátozott lehet néhány fejlődő országban.
• Fizetési módok: Ha hardveres biztonsági kulcsokat értékesít, győződjön meg arról, hogy olyan fizetési módokat kínál, amelyeket a különböző régiókban széles körben elfogadnak.

A jelszó nélküli hitelesítés jövője

A WebAuthn gyorsan terjed a jelszavak biztonságos és felhasználóbarát alternatívájaként. Ahogy egyre több böngésző és platform támogatja a WebAuthn-t, a jelszó nélküli hitelesítés jó úton halad afelé, hogy az online biztonság új szabványává váljon. Azok a szervezetek, amelyek alkalmazzák a WebAuthn-t, növelhetik biztonsági szintjüket, javíthatják a felhasználói élményt és csökkenthetik a támogatási költségeket.

A FIDO Alliance továbbra is fejleszti és népszerűsíti a WebAuthn-t és más FIDO szabványokat, ösztönözve az innovációt és javítva az interoperabilitást. A jövőbeli fejlesztések a következők lehetnek:

• Jobb felhasználói élmény: A hitelesítési folyamat további egyszerűsítése, hogy még zökkenőmentesebb legyen a felhasználók számára.
• Fokozott biztonság: Új biztonsági intézkedések kidolgozása a felmerülő fenyegetések elleni védelem érdekében.
• Szélesebb körű elterjedés: A WebAuthn támogatásának kiterjesztése több eszközre és platformra, beleértve az IoT eszközöket és a mobilalkalmazásokat is.
• Integráció a decentralizált identitással: A WebAuthn integrálásának feltárása a decentralizált identitásmegoldásokkal, hogy a felhasználók nagyobb kontrollt kapjanak személyes adataik és online identitásuk felett.

Következtetés

A Web Authentication API (WebAuthn) egy hatékony és biztonságos megoldást kínál a jelszó nélküli bejelentkezés implementálására. A nyilvános kulcsú kriptográfia és a modern hitelesítési módszerek kihasználásával a WebAuthn megszünteti a jelszavakat, csökkenti a jelszavakkal kapcsolatos támadások kockázatát, és javítja a felhasználói élményt. A WebAuthn implementálása jelentős lépés lehet webhelye vagy alkalmazása biztonságának növelése, valamint a felhasználók számára egy kényelmesebb és biztonságosabb hitelesítési élmény biztosítása felé. Ahogy a fenyegetettségi környezet folyamatosan fejlődik, a jelszó nélküli hitelesítés alkalmazása a WebAuthn-nel kulcsfontosságú befektetés az online biztonság jövőjébe.