Tīmekļa autentifikācijas API: visaptveroša rokasgrāmata par bezparoles pieteikšanās ieviešanu

Mūsdienu digitālajā vidē drošība ir vissvarīgākā. Tradicionālās uz parolēm balstītās autentifikācijas metodes kļūst arvien neaizsargātākas pret tādiem uzbrukumiem kā pikšķerēšana, brutāla spēka uzbrukumi un akreditācijas datu pildīšana (credential stuffing). Tīmekļa autentifikācijas API (WebAuthn), kas pazīstama arī kā FIDO2 klienta un autentifikatora protokols (CTAP), piedāvā modernu, drošu un lietotājam draudzīgu alternatīvu: bezparoles pieteikšanos. Šī visaptverošā rokasgrāmata jūs iepazīstinās ar WebAuthn principiem, tā priekšrocībām un to, kā to efektīvi ieviest savās tīmekļa lietotnēs.

Kas ir Tīmekļa autentifikācijas API (WebAuthn)?

Tīmekļa autentifikācijas API (WebAuthn) ir tīmekļa standarts, kas ļauj vietnēm un lietotnēm izmantot spēcīgas autentifikācijas metodes, piemēram, biometriju (pirkstu nospiedums, sejas atpazīšana), aparatūras drošības atslēgas (YubiKey, Titan Security Key) un platformas autentifikatorus (Windows Hello, Touch ID macOS), lietotāju autentifikācijai. Tas ir FIDO2 projekta galvenais komponents — atvērts autentifikācijas standarts, kura mērķis ir aizstāt paroles ar drošākām un ērtākām alternatīvām.

WebAuthn darbojas, pamatojoties uz publiskās atslēgas kriptogrāfijas principiem. Tā vietā, lai glabātu paroles serverī, tas balstās uz kriptogrāfisko atslēgu pāri: privāto atslēgu, kas droši glabājas lietotāja ierīcē, un publisko atslēgu, kas reģistrēta vietnē vai lietotnē. Kad lietotājs mēģina pieteikties, viņš autentificējas lokāli, izmantojot savu biometrisko sensoru vai drošības atslēgu, kas atbloķē privāto atslēgu un ļauj pārlūkprogrammai ģenerēt parakstītu apgalvojumu, kas pierāda viņa identitāti serverim, nekad nepārsūtot pašu privāto atslēgu. Šī pieeja ievērojami samazina ar parolēm saistīto uzbrukumu risku.

WebAuthn ieviešanas priekšrocības

• Uzlabota drošība: WebAuthn novērš paroles, padarot jūsu lietotni imūnu pret uz parolēm balstītiem uzbrukumiem, piemēram, pikšķerēšanu, brutāla spēka uzbrukumiem un akreditācijas datu pildīšanu. Privāto atslēgu izmantošana, kuras nekad neatstāj lietotāja ierīci, pievieno papildu drošības slāni.
• Uzlabota lietotāja pieredze: Bezparoles pieteikšanās vienkāršo autentifikācijas procesu. Lietotāji var ātri un viegli pieteikties, izmantojot biometriju vai drošības atslēgu, novēršot nepieciešamību atcerēties un rakstīt sarežģītas paroles. Šī vienkāršotā pieredze var palielināt lietotāju apmierinātību un iesaistīšanos.
• Noturība pret pikšķerēšanu: WebAuthn autentifikatori ir piesaistīti vietnes vai lietotnes izcelsmei (domēnam). Tas neļauj uzbrucējiem izmantot nozagtus akreditācijas datus krāpnieciskās vietnēs, padarot WebAuthn ļoti noturīgu pret pikšķerēšanas uzbrukumiem.
• Starpplatformu saderība: WebAuthn atbalsta visas galvenās pārlūkprogrammas un operētājsistēmas, nodrošinot konsekventu autentifikācijas pieredzi dažādās ierīcēs un platformās. Šī plašā saderība padara to par dzīvotspējīgu risinājumu plašam tīmekļa lietotņu klāstam.
• Atbilstība un standartizācija: Kā tīmekļa standarts WebAuthn palīdz organizācijām ievērot drošības noteikumus un nozares labāko praksi. Tā standartizācija nodrošina savietojamību starp dažādiem autentifikatoriem un platformām.
• Samazinātas atbalsta izmaksas: Novēršot paroles, WebAuthn var ievērojami samazināt atbalsta izmaksas, kas saistītas ar paroļu atiestatīšanu, konta atkopšanu un drošības pārkāpumiem.

Galvenie jēdzieni WebAuthn

Lai efektīvi ieviestu WebAuthn, ir svarīgi izprast šādus galvenos jēdzienus:

• Paļāvīgā puse (Relying Party — RP): Šī ir vietne vai lietotne, kas izmanto WebAuthn autentifikācijai. RP ir atbildīga par autentifikācijas procesa uzsākšanu un lietotāja identitātes pārbaudi.
• Autentifikators (Authenticator): Autentifikators ir aparatūras vai programmatūras komponents, kas ģenerē un glabā kriptogrāfiskās atslēgas un veic autentifikācijas operācijas. Piemēri ietver drošības atslēgas, pirkstu nospiedumu lasītājus un sejas atpazīšanas sistēmas.
• Publiskās atslēgas akreditācijas dati (Public Key Credential): Tas ir kriptogrāfisko atslēgu pāris (publiskā un privātā), kas saistīts ar lietotāju un autentifikatoru. Publiskā atslēga tiek glabāta paļāvīgās puses serverī, savukārt privātā atslēga tiek droši glabāta lietotāja autentifikatorā.
• Apliecinājums (Attestation): Apliecinājums ir process, kurā autentifikators sniedz paļāvīgajai pusei kriptogrāfiski parakstītu informāciju par savu veidu un iespējām. Tas ļauj RP pārbaudīt autentifikatora autentiskumu un uzticamību.
• Apgalvojums (Assertion): Apgalvojums ir kriptogrāfiski parakstīts paziņojums, ko ģenerē autentifikators un kas pierāda lietotāja identitāti paļāvīgajai pusei. Apgalvojums ir balstīts uz privāto atslēgu, kas saistīta ar lietotāja publiskās atslēgas akreditācijas datiem.
• Lietotāja verifikācija (User Verification): Tas attiecas uz metodi, ko autentifikators izmanto, lai pārbaudītu lietotāja klātbūtni un piekrišanu pirms autentifikācijas operāciju veikšanas. Piemēri ietver pirkstu nospiedumu skenēšanu, PIN ievadi un sejas atpazīšanu.
• Lietotāja klātbūtne (User Presence): Tas vienkārši nozīmē, ka lietotājs ir fiziski klāt un mijiedarbojas ar autentifikatoru (piemēram, pieskaras drošības atslēgai).

WebAuthn ieviešana: soli pa solim ceļvedis

WebAuthn ieviešana ietver dažus galvenos soļus. Šeit ir vispārīgs procesa apraksts:

1. Reģistrācija (akreditācijas datu izveide)

Šis ir process, kurā tiek reģistrēts jauns autentifikators paļāvīgajā pusē.

1. Lietotājs uzsāk reģistrāciju: Lietotājs uzsāk reģistrācijas procesu vietnē vai lietotnē.
2. Paļāvīgā puse ģenerē izaicinājumu: Paļāvīgā puse ģenerē unikālu, kriptogrāfiski drošu izaicinājumu (nejaušus datus) un nosūta to lietotāja pārlūkprogrammai. Šis izaicinājums palīdz novērst atkārtošanas uzbrukumus (replay attacks). RP sniedz arī informāciju, piemēram, paļāvīgās puses ID (RP ID), kas parasti ir vietnes domēna nosaukums.
3. Pārlūkprogramma sazinās ar autentifikatoru: Pārlūkprogramma izmanto WebAuthn API, lai sazinātos ar autentifikatoru. Pārlūkprogramma norāda RP ID, lietotāja ID un izaicinājumu.
4. Autentifikators ģenerē atslēgu pāri: Autentifikators ģenerē jaunu publiskās/privātās atslēgas pāri. Privātā atslēga tiek droši glabāta pašā autentifikatorā.
5. Autentifikators paraksta datus: Autentifikators paraksta izaicinājumu (un, iespējams, citus datus), izmantojot privāto atslēgu. Tas arī ģenerē apliecinājuma paziņojumu, kas sniedz informāciju par pašu autentifikatoru.
6. Pārlūkprogramma atgriež datus paļāvīgajai pusei: Pārlūkprogramma atgriež publisko atslēgu, parakstu un apliecinājuma paziņojumu paļāvīgajai pusei.
7. Paļāvīgā puse pārbauda datus: Paļāvīgā puse pārbauda parakstu, izmantojot publisko atslēgu, un pārbauda apliecinājuma paziņojumu, lai nodrošinātu, ka autentifikators ir uzticams.
8. Paļāvīgā puse glabā publisko atslēgu: Paļāvīgā puse saglabā publisko atslēgu, kas saistīta ar lietotāja kontu.

Piemērs (konceptuāls):

Iedomājieties, ka lietotāja Alise vēlas reģistrēt savu YubiKey vietnē example.com. Serveris ģenerē nejaušu virkni, piemēram, "A7x92BcDeF", un nosūta to Alises pārlūkprogrammai. Pēc tam pārlūkprogramma liek YubiKey ģenerēt atslēgu pāri un parakstīt virkni. YubiKey to dara un atgriež publisko atslēgu, parakstīto virkni un informāciju par sevi. Pēc tam serveris pārbauda, vai paraksts ir derīgs un vai YubiKey ir autentiska ierīce, pirms saglabā publisko atslēgu, kas saistīta ar Alises kontu.

2. Autentifikācija (akreditācijas datu apstiprināšana)

Šis ir process, kurā tiek pārbaudīta lietotāja identitāte, izmantojot reģistrēto autentifikatoru.

1. Lietotājs uzsāk pieteikšanos: Lietotājs uzsāk pieteikšanās procesu vietnē vai lietotnē.
2. Paļāvīgā puse ģenerē izaicinājumu: Paļāvīgā puse ģenerē unikālu izaicinājumu un nosūta to lietotāja pārlūkprogrammai.
3. Pārlūkprogramma sazinās ar autentifikatoru: Pārlūkprogramma izmanto WebAuthn API, lai sazinātos ar autentifikatoru, kas saistīts ar lietotāja kontu.
4. Autentifikators paraksta izaicinājumu: Autentifikators pieprasa lietotājam veikt verifikāciju (piemēram, pirkstu nospiedums, PIN) un pēc tam paraksta izaicinājumu, izmantojot privāto atslēgu.
5. Pārlūkprogramma atgriež datus paļāvīgajai pusei: Pārlūkprogramma atgriež parakstu paļāvīgajai pusei.
6. Paļāvīgā puse pārbauda parakstu: Paļāvīgā puse pārbauda parakstu, izmantojot saglabāto publisko atslēgu. Ja paraksts ir derīgs, lietotājs tiek autentificēts.

Piemērs (konceptuāls):

Alise atgriežas vietnē example.com, lai pieteiktos. Serveris ģenerē citu nejaušu virkni, piemēram, "G1h34IjKlM", un nosūta to Alises pārlūkprogrammai. Pārlūkprogramma aicina Alisi pieskarties savai YubiKey. YubiKey, pārbaudījusi Alises klātbūtni, paraksta jauno virkni. Paraksts tiek nosūtīts atpakaļ uz serveri, kas to pārbauda, izmantojot publisko atslēgu, ko tas saglabāja reģistrācijas laikā. Ja paraksts sakrīt, Alise tiek pieteikta.

Koda piemērs (vienkāršots JavaScript — nepieciešams servera puses kods)

Šis ir vienkāršots piemērs, un tam ir nepieciešama servera puses loģika, lai ģenerētu izaicinājumus, pārbaudītu parakstus un pārvaldītu lietotāju kontus. Tas ir domāts, lai ilustrētu pamata soļus.

// Reģistrācija (vienkāršota)
async function register() {
  try {
    const options = await fetch('/registration/options').then(res => res.json()); // Iegūst opcijas no servera
    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('Reģistrācija veiksmīga!');
    } else {
      alert('Reģistrācija neizdevās: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Kļūda reģistrācijas laikā:', error);
    alert('Reģistrācija neizdevās: ' + error.message);
  }
}

// Autentifikācija (vienkāršota)
async function authenticate() {
  try {
    const options = await fetch('/authentication/options').then(res => res.json()); // Iegūst opcijas no servera
    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('Autentifikācija veiksmīga!');
    } else {
      alert('Autentifikācija neizdevās: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Kļūda autentifikācijas laikā:', error);
    alert('Autentifikācija neizdevās: ' + error.message);
  }
}

Svarīgas piezīmes:

• Servera puses loģika: JavaScript kods lielā mērā paļaujas uz servera puses komponentiem, lai ģenerētu izaicinājumus, pārbaudītu parakstus un pārvaldītu lietotāju kontus. Jums būs jāievieš šie komponenti, izmantojot servera puses valodu, piemēram, Node.js, Python, Java vai PHP.
• Kļūdu apstrāde: Kodā ir iekļauta pamata kļūdu apstrāde, taču ražošanas vidē jums vajadzētu ieviest stabilāku kļūdu apstrādi.
• Drošības apsvērumi: Vienmēr droši apstrādājiet kriptogrāfiskās operācijas un sensitīvus datus servera pusē. Ievērojiet drošības labāko praksi, lai aizsargātos pret tādām ievainojamībām kā atkārtošanas uzbrukumi un starpvietņu skriptošanas (XSS) uzbrukumi.
• Base64 kodēšana: `btoa()` funkcija tiek izmantota, lai kodētu bināros datus kā Base64 virknes pārsūtīšanai uz serveri.

Pareizā autentifikatora izvēle

WebAuthn atbalsta dažādus autentifikatoru veidus, katram no tiem ir savas stiprās un vājās puses. Izvēloties autentifikatoru savai lietotnei, ņemiet vērā šādus faktorus:

• Drošības līmenis: Daži autentifikatori piedāvā augstāku drošības līmeni nekā citi. Piemēram, aparatūras drošības atslēgas parasti tiek uzskatītas par drošākām nekā programmatūras autentifikatori.
• Lietotāja pieredze: Lietotāja pieredze var ievērojami atšķirties atkarībā no autentifikatora. Biometriskie autentifikatori piedāvā nevainojamu un ērtu pieredzi, savukārt drošības atslēgas var prasīt lietotājiem nēsāt līdzi papildu ierīci.
• Izmaksas: Arī autentifikatoru izmaksas var atšķirties. Aparatūras drošības atslēgas var būt salīdzinoši dārgas, savukārt programmatūras autentifikatori bieži ir bez maksas.
• Platformu saderība: Pārliecinieties, ka izvēlētais autentifikators ir saderīgs ar platformām un ierīcēm, ko izmanto jūsu mērķauditorija.

Šeit ir daži izplatīti autentifikatoru veidi:

• Aparatūras drošības atslēgas: Tās ir fiziskas ierīces, piemēram, YubiKeys un Titan Security Keys, kas pieslēdzas datoram vai mobilajai ierīcei, izmantojot USB vai NFC. Tās piedāvā augstu drošības līmeni un ir noturīgas pret pikšķerēšanas uzbrukumiem. Tās ir populāra izvēle augstas drošības lietotnēm un uzņēmumu vidēm.
• Platformas autentifikatori: Tie ir iebūvēti autentifikatori, kas integrēti operētājsistēmās un ierīcēs. Piemēri ietver Windows Hello (pirkstu nospiedums, sejas atpazīšana) un Touch ID macOS. Tie piedāvā ērtu un drošu autentifikācijas pieredzi.
• Mobilie autentifikatori: Dažas mobilās lietotnes var darboties kā WebAuthn autentifikatori. Tie bieži izmanto biometrisko autentifikāciju (pirkstu nospiedumu vai sejas atpazīšanu) un ir ērti lietotājiem, kuri galvenokārt piekļūst jūsu pakalpojumam mobilajās ierīcēs.

Labākā prakse WebAuthn ieviešanai

Lai nodrošinātu drošu un lietotājam draudzīgu WebAuthn ieviešanu, ievērojiet šo labāko praksi:

• Izmantojiet uzticamu bibliotēku: Apsveriet iespēju izmantot labi uzturētu un uzticamu WebAuthn bibliotēku vai SDK, lai vienkāršotu ieviešanas procesu un izvairītos no izplatītām kļūdām. Ir pieejamas bibliotēkas dažādām servera puses valodām, piemēram, Node.js, Python un Java.
• Ieviesiet stabilu kļūdu apstrādi: Apstrādājiet kļūdas laipni un sniedziet lietotājiem informatīvus kļūdu ziņojumus. Reģistrējiet kļūdas atkļūdošanas nolūkos.
• Aizsargājieties pret atkārtošanas uzbrukumiem: Izmantojiet unikālus, kriptogrāfiski drošus izaicinājumus, lai novērstu atkārtošanas uzbrukumus.
• Validējiet apliecinājuma paziņojumus: Pārbaudiet apliecinājuma paziņojumus, lai nodrošinātu autentifikatoru autentiskumu un uzticamību.
• Glabājiet publiskās atslēgas droši: Droši glabājiet publiskās atslēgas serverī un aizsargājiet tās no nesankcionētas piekļuves.
• Izglītojiet lietotājus: Sniedziet lietotājiem skaidrus un kodolīgus norādījumus par to, kā reģistrēt un izmantot WebAuthn autentifikatorus.
• Piedāvājiet rezerves iespējas: Nodrošiniet alternatīvas autentifikācijas metodes (piemēram, atkopšanas kodus, drošības jautājumus) gadījumā, ja lietotājs zaudē piekļuvi savam primārajam autentifikatoram. Tas ir ļoti svarīgi, lai saglabātu pieejamību un novērstu konta bloķēšanu. Apsveriet iespēju piedāvāt vienreizējus kodus, kas nosūtīti ar SMS vai e-pastu kā rezerves iespēju, taču apzinieties šo metožu drošības ierobežojumus salīdzinājumā ar WebAuthn.
• Regulāri pārskatiet un atjauniniet: Sekojiet līdzi jaunākajām WebAuthn specifikācijām un drošības labākajai praksei. Regulāri pārskatiet un atjauniniet savu ieviešanu, lai novērstu jebkādas ievainojamības vai uzlabotu drošību.
• Apsveriet pieejamību: Nodrošiniet, lai jūsu WebAuthn ieviešana būtu pieejama lietotājiem ar invaliditāti. Nodrošiniet alternatīvas ievades metodes un pārliecinieties, ka autentifikācijas process ir saderīgs ar palīgtehnoloģijām.

WebAuthn globālā kontekstā

Ieviešot WebAuthn globālai auditorijai, apsveriet šādus aspektus:

• Valodu atbalsts: Nodrošiniet, lai jūsu vietne vai lietotne atbalstītu vairākas valodas un ka WebAuthn autentifikācijas process ir lokalizēts dažādiem reģioniem.
• Kultūras apsvērumi: Esiet uzmanīgi pret kultūras atšķirībām autentifikācijas preferencēs un drošības uztverē. Dažās kultūrās var justies ērtāk ar noteiktiem autentifikatoru veidiem nekā citās.
• Reģionālie noteikumi: Apzinieties jebkurus reģionālos noteikumus vai atbilstības prasības, kas saistītas ar autentifikāciju un datu drošību.
• Autentifikatoru pieejamība: Apsveriet dažādu veidu autentifikatoru pieejamību dažādos reģionos. Daži autentifikatori var nebūt viegli pieejami vai atbalstīti noteiktās valstīs. Piemēram, kamēr drošības atslēgas ir plaši pieejamas Ziemeļamerikā un Eiropā, to pieejamība var būt ierobežota dažās jaunattīstības valstīs.
• Maksājumu metodes: Ja pārdodat aparatūras drošības atslēgas, nodrošiniet, ka piedāvājat maksājumu metodes, kas ir plaši pieņemtas dažādos reģionos.

Bezparoles autentifikācijas nākotne

WebAuthn strauji gūst popularitāti kā droša un lietotājam draudzīga alternatīva parolēm. Tā kā arvien vairāk pārlūkprogrammu un platformu atbalsta WebAuthn, bezparoles autentifikācija ir gatava kļūt par jauno standartu tiešsaistes drošībā. Organizācijas, kas pieņem WebAuthn, var uzlabot savu drošības stāvokli, uzlabot lietotāja pieredzi un samazināt atbalsta izmaksas.

FIDO alianse turpina attīstīt un popularizēt WebAuthn un citus FIDO standartus, veicinot inovācijas un uzlabojot savietojamību. Nākotnes uzlabojumi var ietvert:

• Uzlabota lietotāja pieredze: Turpmāka autentifikācijas procesa vienkāršošana un padarīšana vēl nevainojamāku lietotājiem.
• Uzlabota drošība: Jaunu drošības pasākumu izstrāde, lai aizsargātos pret jauniem draudiem.
• Plašāka pieņemšana: WebAuthn atbalsta paplašināšana uz vairākām ierīcēm un platformām, tostarp IoT ierīcēm un mobilajām lietotnēm.
• Integrācija ar decentralizētu identitāti: WebAuthn integrācijas izpēte ar decentralizētiem identitātes risinājumiem, lai dotu lietotājiem lielāku kontroli pār saviem personas datiem un tiešsaistes identitātēm.

Noslēgums

Tīmekļa autentifikācijas API (WebAuthn) piedāvā jaudīgu un drošu risinājumu bezparoles pieteikšanās ieviešanai. Izmantojot publiskās atslēgas kriptogrāfiju un modernas autentifikācijas metodes, WebAuthn novērš paroles, samazina ar parolēm saistīto uzbrukumu risku un uzlabo lietotāja pieredzi. WebAuthn ieviešana var būt nozīmīgs solis ceļā uz jūsu vietnes vai lietotnes drošības uzlabošanu un ērtākas un drošākas autentifikācijas pieredzes nodrošināšanu jūsu lietotājiem. Tā kā draudu ainava turpina attīstīties, bezparoles autentifikācijas pieņemšana ar WebAuthn ir būtisks ieguldījums tiešsaistes drošības nākotnē.