Žiniatinklio autentifikavimo API: išsamus vadovas, kaip įdiegti prisijungimą be slaptažodžio

Šiuolaikiniame skaitmeniniame pasaulyje saugumas yra svarbiausia. Tradiciniai slaptažodžiais pagrįsti autentifikavimo metodai vis labiau pažeidžiami atakoms, tokioms kaip sukčiavimas apsimetant (phishing), grubios jėgos bandymai ir prisijungimo duomenų pildymas. Žiniatinklio autentifikavimo API (WebAuthn), taip pat žinoma kaip FIDO2 kliento ir autentifikatoriaus protokolas (CTAP), siūlo modernią, saugią ir patogią alternatyvą: prisijungimą be slaptažodžio. Šis išsamus vadovas padės jums susipažinti su WebAuthn principais, jo privalumais ir kaip efektyviai jį įdiegti savo žiniatinklio programose.

Kas yra žiniatinklio autentifikavimo API (WebAuthn)?

Žiniatinklio autentifikavimo API (WebAuthn) yra žiniatinklio standartas, leidžiantis svetainėms ir programėlėms naudoti stiprius autentifikavimo metodus, tokius kaip biometrija (pirštų atspaudai, veido atpažinimas), aparatinės įrangos saugumo raktus („YubiKey“, „Titan Security Key“) ir platformos autentifikatorius („Windows Hello“, „Touch ID“ „macOS“) vartotojų autentifikavimui. Tai yra pagrindinis FIDO2 projekto, atviro autentifikavimo standarto, skirto pakeisti slaptažodžius saugesnėmis ir patogesnėmis alternatyvomis, komponentas.

WebAuthn veikia viešojo rakto kriptografijos principais. Vietoj slaptažodžių saugojimo serveryje, ji remiasi kriptografinių raktų pora: privačiu raktu, saugiai saugomu vartotojo įrenginyje, ir viešuoju raktu, registruotu svetainėje ar programėlėje. Kai vartotojas bando prisijungti, jis autentifikuojasi vietoje, naudodamas savo biometrinį jutiklį ar saugumo raktą, kuris atrakina privatų raktą ir leidžia naršyklei sugeneruoti pasirašytą patvirtinimą, įrodantį jo tapatybę serveriui, niekada neperduodant paties privataus rakto. Šis metodas žymiai sumažina su slaptažodžiais susijusių atakų riziką.

WebAuthn įdiegimo privalumai

• Padidintas saugumas: WebAuthn panaikina slaptažodžius, todėl jūsų programėlė tampa atspari slaptažodžiais pagrįstoms atakoms, tokioms kaip sukčiavimas apsimetant, grubios jėgos atakos ir prisijungimo duomenų pildymas. Privačių raktų, kurie niekada nepalieka vartotojo įrenginio, naudojimas suteikia papildomą saugumo lygį.
• Pagerinta naudotojo patirtis: Prisijungimas be slaptažodžio supaprastina autentifikavimo procesą. Vartotojai gali greitai ir lengvai prisijungti naudodami biometriją ar saugumo raktą, todėl nereikia prisiminti ir vesti sudėtingų slaptažodžių. Ši supaprastinta patirtis gali padidinti vartotojų pasitenkinimą ir įsitraukimą.
• Atsparumas sukčiavimui apsimetant: WebAuthn autentifikatoriai yra susieti su svetainės ar programėlės kilme (domenu). Tai neleidžia piktavaliams naudoti pavogtų prisijungimo duomenų apgaulingose svetainėse, todėl WebAuthn yra labai atsparus sukčiavimo apsimetant atakoms.
• Suderinamumas su įvairiomis platformomis: WebAuthn palaiko visos pagrindinės naršyklės ir operacinės sistemos, užtikrinant nuoseklų autentifikavimo patirtį įvairiuose įrenginiuose ir platformose. Šis platus suderinamumas daro jį perspektyviu sprendimu įvairioms žiniatinklio programoms.
• Atitiktis ir standartizavimas: Būdamas žiniatinklio standartu, WebAuthn padeda organizacijoms atitikti saugumo reikalavimus ir geriausias pramonės praktikas. Jo standartizavimas užtikrina sąveiką tarp skirtingų autentifikatorių ir platformų.
• Sumažintos palaikymo išlaidos: Panaikinus slaptažodžius, WebAuthn gali žymiai sumažinti palaikymo išlaidas, susijusias su slaptažodžių atstatymu, paskyros atkūrimu ir saugumo pažeidimais.

Pagrindinės WebAuthn sąvokos

Norint efektyviai įdiegti WebAuthn, labai svarbu suprasti šias pagrindines sąvokas:

• Pasitikinti šalis (RP): Tai svetainė ar programėlė, kuri naudoja WebAuthn autentifikavimui. RP yra atsakinga už autentifikavimo proceso inicijavimą ir vartotojo tapatybės patikrinimą.
• Autentifikatorius: Autentifikatorius yra aparatinės ar programinės įrangos komponentas, kuris generuoja ir saugo kriptografinius raktus bei atlieka autentifikavimo operacijas. Pavyzdžiai apima saugumo raktus, pirštų atspaudų skaitytuvus ir veido atpažinimo sistemas.
• Viešojo rakto kredencialas: Tai kriptografinių raktų (viešojo ir privataus) pora, susieta su vartotoju ir autentifikatoriumi. Viešasis raktas saugomas pasitikinčios šalies serveryje, o privatus raktas saugiai saugomas vartotojo autentifikatoriuje.
• Patvirtinimas (Attestation): Patvirtinimas yra procesas, kurio metu autentifikatorius pateikia kriptografiškai pasirašytą informaciją apie savo tipą ir galimybes pasitikinčiai šaliai. Tai leidžia RP patikrinti autentifikatoriaus autentiškumą ir patikimumą.
• Teiginys (Assertion): Teiginys yra kriptografiškai pasirašytas pareiškimas, sugeneruotas autentifikatoriaus, kuris įrodo vartotojo tapatybę pasitikinčiai šaliai. Teiginys yra pagrįstas privačiu raktu, susietu su vartotojo viešojo rakto kredencialu.
• Vartotojo patikrinimas: Tai metodas, kurį autentifikatorius naudoja vartotojo buvimui ir sutikimui patikrinti prieš atliekant autentifikavimo operacijas. Pavyzdžiai apima pirštų atspaudų nuskaitymą, PIN kodo įvedimą ir veido atpažinimą.
• Vartotojo buvimas: Tai tiesiog reiškia, kad vartotojas yra fiziškai prisijungęs ir sąveikauja su autentifikatoriumi (pvz., paliečia saugumo raktą).

WebAuthn įdiegimas: žingsnis po žingsnio vadovas

WebAuthn įdiegimas apima kelis pagrindinius žingsnius. Štai bendras proceso aprašymas:

1. Registracija (kredencialo sukūrimas)

Tai naujo autentifikatoriaus registravimo pas pasitikinčią šalį procesas.

1. Vartotojas inicijuoja registraciją: Vartotojas inicijuoja registracijos procesą svetainėje ar programėlėje.
2. Pasitikinti šalis generuoja iššūkį: Pasitikinti šalis generuoja unikalų, kriptografiškai saugų iššūkį (atsitiktinius duomenis) ir siunčia jį vartotojo naršyklei. Šis iššūkis padeda išvengti pakartojimo atakų. RP taip pat pateikia informaciją, pvz., pasitikinčios šalies ID (RP ID), kuris paprastai yra svetainės domeno pavadinimas.
3. Naršyklė susisiekia su autentifikatoriumi: Naršyklė naudoja WebAuthn API, kad susisiektų su autentifikatoriumi. Naršyklė nurodo RP ID, vartotojo ID ir iššūkį.
4. Autentifikatorius generuoja raktų porą: Autentifikatorius generuoja naują viešojo/privataus rakto porą. Privatus raktas saugiai saugomas pačiame autentifikatoriuje.
5. Autentifikatorius pasirašo duomenis: Autentifikatorius pasirašo iššūkį (ir galbūt kitus duomenis) naudodamas privatų raktą. Jis taip pat generuoja patvirtinimo pareiškimą, kuriame pateikiama informacija apie patį autentifikatorių.
6. Naršyklė grąžina duomenis pasitikinčiai šaliai: Naršyklė grąžina viešąjį raktą, parašą ir patvirtinimo pareiškimą pasitikinčiai šaliai.
7. Pasitikinti šalis patikrina duomenis: Pasitikinti šalis patikrina parašą naudodama viešąjį raktą ir patikrina patvirtinimo pareiškimą, kad įsitikintų, jog autentifikatorius yra patikimas.
8. Pasitikinti šalis išsaugo viešąjį raktą: Pasitikinti šalis išsaugo viešąjį raktą, susietą su vartotojo paskyra.

Pavyzdys (konceptualus):

Įsivaizduokite, kad vartotoja Alisa nori užregistruoti savo „YubiKey“ raktą svetainėje example.com. Serveris sugeneruoja atsitiktinę eilutę, pvz., „A7x92BcDeF“, ir siunčia ją Alisos naršyklei. Naršyklė tada nurodo „YubiKey“ raktui sugeneruoti raktų porą ir pasirašyti eilutę. „YubiKey“ tai padaro ir grąžina viešąjį raktą, pasirašytą eilutę ir šiek tiek informacijos apie save. Tada serveris patikrina, ar parašas galioja ir ar „YubiKey“ yra autentiškas įrenginys, prieš išsaugodamas viešąjį raktą, susietą su Alisos paskyra.

2. Autentifikavimas (kredencialo teiginys)

Tai vartotojo tapatybės patikrinimo procesas naudojant registruotą autentifikatorių.

1. Vartotojas inicijuoja prisijungimą: Vartotojas inicijuoja prisijungimo procesą svetainėje ar programėlėje.
2. Pasitikinti šalis generuoja iššūkį: Pasitikinti šalis generuoja unikalų iššūkį ir siunčia jį vartotojo naršyklei.
3. Naršyklė susisiekia su autentifikatoriumi: Naršyklė naudoja WebAuthn API, kad susisiektų su autentifikatoriumi, susietu su vartotojo paskyra.
4. Autentifikatorius pasirašo iššūkį: Autentifikatorius paprašo vartotojo patvirtinimo (pvz., piršto atspaudo, PIN kodo) ir tada pasirašo iššūkį naudodamas privatų raktą.
5. Naršyklė grąžina duomenis pasitikinčiai šaliai: Naršyklė grąžina parašą pasitikinčiai šaliai.
6. Pasitikinti šalis patikrina parašą: Pasitikinti šalis patikrina parašą naudodama išsaugotą viešąjį raktą. Jei parašas galioja, vartotojas yra autentifikuotas.

Pavyzdys (konceptualus):

Alisa grįžta į example.com, kad prisijungtų. Serveris sugeneruoja kitą atsitiktinę eilutę, pvz., „G1h34IjKlM“, ir siunčia ją Alisos naršyklei. Naršyklė paprašo Alisos paliesti savo „YubiKey“ raktą. Patikrinęs Alisos buvimą, „YubiKey“ pasirašo naują eilutę. Parašas siunčiamas atgal į serverį, kuris jį patikrina naudodamas registracijos metu išsaugotą viešąjį raktą. Jei parašas sutampa, Alisa yra prisijungusi.

Kodo pavyzdys (supaprastintas „JavaScript“ – reikalinga serverio dalis)

Tai supaprastintas pavyzdys, kuriam reikalinga serverio logika iššūkiams generuoti, parašams tikrinti ir vartotojų paskyroms valdyti. Jis skirtas pagrindiniams susijusiems žingsniams iliustruoti.

// Registracija (supaprastinta)
async function register() {
  try {
    const options = await fetch('/registration/options').then(res => res.json()); // Gaunamos parinktys iš serverio
    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 sėkminga!');
    } else {
      alert('Registracija nepavyko: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Klaida registracijos metu:', error);
    alert('Registracija nepavyko: ' + error.message);
  }
}

// Autentifikavimas (supaprastintas)
async function authenticate() {
  try {
    const options = await fetch('/authentication/options').then(res => res.json()); // Gaunamos parinktys iš serverio
    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('Autentifikavimas sėkmingas!');
    } else {
      alert('Autentifikavimas nepavyko: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Klaida autentifikavimo metu:', error);
    alert('Autentifikavimas nepavyko: ' + error.message);
  }
}

Svarbios pastabos:

• Serverio logika: „JavaScript“ kodas labai priklauso nuo serverio komponentų, skirtų iššūkiams generuoti, parašams tikrinti ir vartotojų paskyroms valdyti. Jums reikės įdiegti šiuos komponentus naudojant serverio kalbą, pvz., „Node.js“, „Python“, „Java“ ar „PHP“.
• Klaidų tvarkymas: Kode yra pagrindinis klaidų tvarkymas, tačiau gamybinėje aplinkoje turėtumėte įdiegti patikimesnį klaidų tvarkymą.
• Saugumo aspektai: Visada saugiai tvarkykite kriptografines operacijas ir jautrius duomenis serverio pusėje. Laikykitės geriausių saugumo praktikų, kad apsisaugotumėte nuo pažeidžiamumų, tokių kaip pakartojimo atakos (replay attacks) ir tarpvietinio scenarijaus (XSS) atakos.
• Base64 kodavimas: Funkcija `btoa()` naudojama dvejetainiams duomenims koduoti kaip Base64 eilutėms, skirtoms perduoti į serverį.

Tinkamo autentifikatoriaus pasirinkimas

WebAuthn palaiko įvairių tipų autentifikatorius, kurių kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų. Renkantis autentifikatorių savo programai, atsižvelkite į šiuos veiksnius:

• Saugumo lygis: Kai kurie autentifikatoriai siūlo aukštesnį saugumo lygį nei kiti. Pavyzdžiui, aparatinės įrangos saugumo raktai paprastai laikomi saugesniais nei programine įranga pagrįsti autentifikatoriai.
• Vartotojo patirtis: Vartotojo patirtis gali labai skirtis priklausomai nuo autentifikatoriaus. Biometriniai autentifikatoriai siūlo sklandžią ir patogią patirtį, o saugumo raktai gali reikalauti, kad vartotojai nešiotųsi papildomą įrenginį.
• Kaina: Autentifikatorių kaina taip pat gali skirtis. Aparatinės įrangos saugumo raktai gali būti santykinai brangūs, o programine įranga pagrįsti autentifikatoriai dažnai yra nemokami.
• Suderinamumas su platformomis: Įsitikinkite, kad pasirinktas autentifikatorius yra suderinamas su platformomis ir įrenginiais, kuriuos naudoja jūsų tikslinė auditorija.

Štai keletas įprastų autentifikatorių tipų:

• Aparatinės įrangos saugumo raktai: Tai fiziniai įrenginiai, tokie kaip „YubiKey“ ir „Titan Security Key“, kurie jungiami prie kompiuterio ar mobiliojo įrenginio per USB arba NFC. Jie siūlo aukštą saugumo lygį ir yra atsparūs sukčiavimo apsimetant atakoms. Jie yra populiarus pasirinkimas didelio saugumo programoms ir verslo aplinkoms.
• Platformos autentifikatoriai: Tai integruoti autentifikatoriai, įdiegti į operacines sistemas ir įrenginius. Pavyzdžiai apima „Windows Hello“ (pirštų atspaudai, veido atpažinimas) ir „Touch ID“ „macOS“. Jie siūlo patogią ir saugią autentifikavimo patirtį.
• Mobilieji autentifikatoriai: Kai kurios mobiliosios programėlės gali veikti kaip WebAuthn autentifikatoriai. Jos dažnai naudoja biometrinį autentifikavimą (pirštų atspaudų ar veido atpažinimą) ir yra patogios vartotojams, kurie daugiausia naudojasi jūsų paslauga mobiliuosiuose įrenginiuose.

Geriausios WebAuthn diegimo praktikos

Norėdami užtikrinti saugų ir patogų WebAuthn įdiegimą, laikykitės šių geriausių praktikų:

• Naudokite patikimą biblioteką: Apsvarstykite galimybę naudoti gerai prižiūrimą ir patikimą WebAuthn biblioteką ar SDK, kad supaprastintumėte diegimo procesą ir išvengtumėte įprastų spąstų. Yra bibliotekų, skirtų įvairioms serverio kalboms, tokioms kaip „Node.js“, „Python“ ir „Java“.
• Įdiekite patikimą klaidų tvarkymą: Tvarkykite klaidas sklandžiai ir pateikite informatyvius klaidų pranešimus vartotojams. Registruokite klaidas derinimo tikslais.
• Apsisaugokite nuo pakartojimo atakų: Naudokite unikalius, kriptografiškai saugius iššūkius, kad išvengtumėte pakartojimo atakų.
• Patvirtinkite patvirtinimo pareiškimus: Patikrinkite patvirtinimo pareiškimus, kad užtikrintumėte autentifikatorių autentiškumą ir patikimumą.
• Saugiai saugokite viešuosius raktus: Saugiai saugokite viešuosius raktus serveryje ir apsaugokite juos nuo neteisėtos prieigos.
• Švieskite vartotojus: Pateikite aiškias ir glaustas instrukcijas vartotojams, kaip registruoti ir naudoti WebAuthn autentifikatorius.
• Pasiūlykite atsargines parinktis: Pateikite alternatyvius autentifikavimo metodus (pvz., atkūrimo kodus, saugumo klausimus), jei vartotojas prarastų prieigą prie savo pagrindinio autentifikatoriaus. Tai labai svarbu norint išlaikyti prieinamumą ir išvengti paskyros užrakinimo. Apsvarstykite galimybę pasiūlyti vienkartinius slaptažodžius, siunčiamus SMS žinute ar el. paštu, kaip atsarginę parinktį, tačiau žinokite apie šių metodų saugumo apribojimus, palyginti su WebAuthn.
• Reguliariai peržiūrėkite ir atnaujinkite: Sekite naujausias WebAuthn specifikacijas ir geriausias saugumo praktikas. Reguliariai peržiūrėkite ir atnaujinkite savo įdiegimą, kad pašalintumėte bet kokius pažeidžiamumus ar pagerintumėte saugumą.
• Atsižvelkite į prieinamumą: Užtikrinkite, kad jūsų WebAuthn įdiegimas būtų prieinamas vartotojams su negalia. Pateikite alternatyvius įvesties metodus ir užtikrinkite, kad autentifikavimo procesas būtų suderinamas su pagalbinėmis technologijomis.

WebAuthn pasauliniame kontekste

Diegiant WebAuthn pasaulinei auditorijai, atsižvelkite į šiuos dalykus:

• Kalbos palaikymas: Užtikrinkite, kad jūsų svetainė ar programėlė palaikytų kelias kalbas ir kad WebAuthn autentifikavimo procesas būtų lokalizuotas skirtingiems regionams.
• Kultūriniai aspektai: Būkite atidūs kultūriniams skirtumams autentifikavimo preferencijose ir saugumo suvokime. Kai kuriose kultūrose tam tikri autentifikatorių tipai gali būti priimtinesni nei kiti.
• Regioniniai reglamentai: Žinokite apie bet kokius regioninius reglamentus ar atitikties reikalavimus, susijusius su autentifikavimu ir duomenų saugumu.
• Autentifikatorių prieinamumas: Apsvarstykite skirtingų tipų autentifikatorių prieinamumą skirtinguose regionuose. Kai kurie autentifikatoriai gali būti sunkiai prieinami ar nepalaikomi tam tikrose šalyse. Pavyzdžiui, nors saugumo raktai yra plačiai prieinami Šiaurės Amerikoje ir Europoje, jų prieinamumas kai kuriose besivystančiose šalyse gali būti ribotas.
• Mokėjimo būdai: Jei parduodate aparatinės įrangos saugumo raktus, užtikrinkite, kad siūlote mokėjimo būdus, kurie yra plačiai priimami skirtinguose regionuose.

Prisijungimo be slaptažodžio ateitis

WebAuthn greitai populiarėja kaip saugi ir patogi alternatyva slaptažodžiams. Kadangi vis daugiau naršyklių ir platformų palaiko WebAuthn, prisijungimas be slaptažodžio yra pasirengęs tapti nauju interneto saugumo standartu. Organizacijos, kurios priima WebAuthn, gali pagerinti savo saugumo būklę, pagerinti vartotojo patirtį ir sumažinti palaikymo išlaidas.

FIDO aljansas toliau plėtoja ir skatina WebAuthn ir kitus FIDO standartus, skatindamas inovacijas ir gerindamas sąveiką. Ateities pasiekimai gali apimti:

• Pagerinta vartotojo patirtis: Tolesnis autentifikavimo proceso supaprastinimas ir jo dar sklandesnis pritaikymas vartotojams.
• Padidintas saugumas: Naujų saugumo priemonių kūrimas siekiant apsisaugoti nuo kylančių grėsmių.
• Platesnis pritaikymas: WebAuthn palaikymo išplėtimas į daugiau įrenginių ir platformų, įskaitant daiktų interneto (IoT) įrenginius ir mobiliąsias programėles.
• Integracija su decentralizuota tapatybe: WebAuthn integracijos su decentralizuotos tapatybės sprendimais tyrimas, siekiant suteikti vartotojams daugiau kontrolės pār savo asmeninius duomenis ir internetines tapatybes.

Išvada

Žiniatinklio autentifikavimo API (WebAuthn) siūlo galingą ir saugų sprendimą prisijungimui be slaptažodžio įdiegti. Naudodama viešojo rakto kriptografiją ir šiuolaikinius autentifikavimo metodus, WebAuthn panaikina slaptažodžius, sumažina su slaptažodžiais susijusių atakų riziką ir pagerina vartotojo patirtį. WebAuthn įdiegimas gali būti reikšmingas žingsnis siekiant pagerinti jūsų svetainės ar programėlės saugumą ir suteikti patogesnę bei saugesnę autentifikavimo patirtį jūsų vartotojams. Kadangi grėsmių kraštovaizdis ir toliau keičiasi, prisijungimo be slaptažodžio su WebAuthn priėmimas yra esminė investicija į ateities interneto saugumą.