Web Authentication API: En omfattende guide til implementering av passordløs innlogging

I dagens digitale landskap er sikkerhet avgjørende. Tradisjonelle passordbaserte autentiseringsmetoder er stadig mer sårbare for angrep som phishing, brute-force-angrep og «credential stuffing». Web Authentication API (WebAuthn), også kjent som FIDO2 Client to Authenticator Protocol (CTAP), tilbyr et moderne, sikkert og brukervennlig alternativ: passordløs innlogging. Denne omfattende guiden vil lede deg gjennom prinsippene bak WebAuthn, fordelene med det, og hvordan du kan implementere det effektivt i dine nettapplikasjoner.

Hva er Web Authentication API (WebAuthn)?

Web Authentication API (WebAuthn) er en nettstandard som gjør det mulig for nettsteder og applikasjoner å benytte sterke autentiseringsmetoder som biometri (fingeravtrykk, ansiktsgjenkjenning), maskinvarebaserte sikkerhetsnøkler (YubiKey, Titan Security Key) og plattformautentiseringsenheter (Windows Hello, Touch ID på macOS) for brukerautentisering. Det er en kjernekomponent i FIDO2-prosjektet, en åpen autentiseringsstandard som har som mål å erstatte passord med sikrere og mer praktiske alternativer.

WebAuthn fungerer etter prinsippene for offentlig nøkkel-kryptografi. I stedet for å lagre passord på serveren, baserer det seg på et kryptografisk nøkkelpar: en privat nøkkel som lagres sikkert på brukerens enhet, og en offentlig nøkkel som er registrert hos nettstedet eller applikasjonen. Når en bruker prøver å logge inn, autentiserer de seg lokalt ved hjelp av sin biometriske sensor eller sikkerhetsnøkkel, som låser opp den private nøkkelen og lar nettleseren generere en signert bekreftelse som beviser identiteten deres overfor serveren, uten at den private nøkkelen noen gang overføres. Denne tilnærmingen reduserer risikoen for passordrelaterte angrep betydelig.

Fordeler ved å implementere WebAuthn

• Forbedret sikkerhet: WebAuthn eliminerer passord, noe som gjør applikasjonen din immun mot passordbaserte angrep som phishing, brute-force-angrep og «credential stuffing». Bruken av private nøkler, som aldri forlater brukerens enhet, gir et ekstra sikkerhetslag.
• Bedre brukeropplevelse: Passordløs innlogging forenkler autentiseringsprosessen. Brukere kan logge inn raskt og enkelt ved hjelp av biometri eller en sikkerhetsnøkkel, noe som fjerner behovet for å huske og skrive inn komplekse passord. Denne strømlinjeformede opplevelsen kan føre til økt brukertilfredshet og engasjement.
• Motstandsdyktighet mot phishing: WebAuthn-autentiseringsenheter er knyttet til opprinnelsen (domenet) til nettstedet eller applikasjonen. Dette hindrer angripere i å bruke stjålne legitimasjonsdata på falske nettsteder, noe som gjør WebAuthn svært motstandsdyktig mot phishing-angrep.
• Kryssplattform-kompatibilitet: WebAuthn støttes av alle store nettlesere og operativsystemer, noe som sikrer en konsistent autentiseringsopplevelse på tvers av ulike enheter og plattformer. Denne brede kompatibiliteten gjør det til en levedyktig løsning for et bredt spekter av nettapplikasjoner.
• Samsvar og standardisering: Som en nettstandard hjelper WebAuthn organisasjoner med å overholde sikkerhetsforskrifter og bransjens beste praksis. Standardiseringen sikrer interoperabilitet mellom ulike autentiseringsenheter og plattformer.
• Reduserte supportkostnader: Ved å eliminere passord kan WebAuthn redusere supportkostnadene knyttet til tilbakestilling av passord, gjenoppretting av kontoer og sikkerhetsbrudd betydelig.

Nøkkelkonsepter i WebAuthn

Å forstå følgende nøkkelkonsepter er avgjørende for å implementere WebAuthn effektivt:

• Relying Party (RP): Dette er nettstedet eller applikasjonen som bruker WebAuthn for autentisering. RP-en er ansvarlig for å starte autentiseringsprosessen og verifisere brukerens identitet.
• Autentiseringsenhet: En autentiseringsenhet er en maskinvare- eller programvarekomponent som genererer og lagrer kryptografiske nøkler og utfører autentiseringsoperasjoner. Eksempler inkluderer sikkerhetsnøkler, fingeravtrykkslesere og ansiktsgjenkjenningssystemer.
• Public Key Credential (Offentlig nøkkel-legitimasjon): Dette er et par kryptografiske nøkler (offentlig og privat) knyttet til en bruker og en autentiseringsenhet. Den offentlige nøkkelen lagres på Relying Party-serveren, mens den private nøkkelen lagres sikkert på brukerens autentiseringsenhet.
• Attestering: Attestering er prosessen der en autentiseringsenhet gir kryptografisk signert informasjon om sin type og sine kapabiliteter til Relying Party. Dette lar RP-en verifisere autentisiteten og påliteligheten til autentiseringsenheten.
• Bekreftelse (Assertion): En bekreftelse er en kryptografisk signert erklæring generert av autentiseringsenheten som beviser brukerens identitet overfor Relying Party. Bekreftelsen er basert på den private nøkkelen som er knyttet til brukerens offentlige nøkkel-legitimasjon.
• Brukerverifisering: Dette refererer til metoden som brukes av autentiseringsenheten for å verifisere brukerens tilstedeværelse og samtykke før autentiseringsoperasjoner utføres. Eksempler inkluderer fingeravtrykkskanning, inntasting av PIN-kode og ansiktsgjenkjenning.
• Brukertilstedeværelse: Dette betyr ganske enkelt at brukeren er fysisk til stede og samhandler med autentiseringsenheten (f.eks. ved å trykke på en sikkerhetsnøkkel).

Implementering av WebAuthn: En trinnvis guide

Implementering av WebAuthn innebærer noen få sentrale trinn. Her er en generell oversikt over prosessen:

1. Registrering (Opprettelse av legitimasjon)

Dette er prosessen med å registrere en ny autentiseringsenhet hos Relying Party.

1. Brukeren starter registreringen: Brukeren starter registreringsprosessen på nettstedet eller applikasjonen.
2. Relying Party genererer en utfordring: Relying Party genererer en unik, kryptografisk sikker utfordring (tilfeldige data) og sender den til brukerens nettleser. Denne utfordringen bidrar til å forhindre «replay attacks». RP-en gir også informasjon som Relying Party ID (RP ID), som vanligvis er domenenavnet til nettstedet.
3. Nettleseren kontakter autentiseringsenheten: Nettleseren bruker WebAuthn API for å kontakte autentiseringsenheten. Nettleseren spesifiserer RP ID, bruker-ID og utfordringen.
4. Autentiseringsenheten genererer nøkkelpar: Autentiseringsenheten genererer et nytt par med offentlig/privat nøkkel. Den private nøkkelen lagres sikkert på selve autentiseringsenheten.
5. Autentiseringsenheten signerer data: Autentiseringsenheten signerer utfordringen (og eventuelt andre data) ved hjelp av den private nøkkelen. Den genererer også en attesteringserklæring, som gir informasjon om selve autentiseringsenheten.
6. Nettleseren returnerer data til Relying Party: Nettleseren returnerer den offentlige nøkkelen, signaturen og attesteringserklæringen til Relying Party.
7. Relying Party verifiserer data: Relying Party verifiserer signaturen ved hjelp av den offentlige nøkkelen og verifiserer attesteringserklæringen for å sikre at autentiseringsenheten er pålitelig.
8. Relying Party lagrer den offentlige nøkkelen: Relying Party lagrer den offentlige nøkkelen som er knyttet til brukerens konto.

Eksempel (konseptuelt):

Se for deg at en bruker, Alice, vil registrere sin YubiKey på example.com. Serveren genererer en tilfeldig streng som "A7x92BcDeF" og sender den til Alices nettleser. Nettleseren ber deretter YubiKey om å generere et nøkkelpar og signere strengen. YubiKey gjør dette og returnerer den offentlige nøkkelen, den signerte strengen og litt informasjon om seg selv. Serveren verifiserer deretter at signaturen er gyldig og at YubiKey er en ekte enhet før den lagrer den offentlige nøkkelen knyttet til Alices konto.

2. Autentisering (Bekreftelse av legitimasjon)

Dette er prosessen med å verifisere brukerens identitet ved hjelp av den registrerte autentiseringsenheten.

1. Brukeren starter innlogging: Brukeren starter innloggingsprosessen på nettstedet eller applikasjonen.
2. Relying Party genererer en utfordring: Relying Party genererer en unik utfordring og sender den til brukerens nettleser.
3. Nettleseren kontakter autentiseringsenheten: Nettleseren bruker WebAuthn API for å kontakte autentiseringsenheten som er knyttet til brukerens konto.
4. Autentiseringsenheten signerer utfordringen: Autentiseringsenheten ber brukeren om verifisering (f.eks. fingeravtrykk, PIN) og signerer deretter utfordringen ved hjelp av den private nøkkelen.
5. Nettleseren returnerer data til Relying Party: Nettleseren returnerer signaturen til Relying Party.
6. Relying Party verifiserer signaturen: Relying Party verifiserer signaturen ved hjelp av den lagrede offentlige nøkkelen. Hvis signaturen er gyldig, blir brukeren autentisert.

Eksempel (konseptuelt):

Alice returnerer til example.com for å logge inn. Serveren genererer en annen tilfeldig streng som "G1h34IjKlM" og sender den til Alices nettleser. Nettleseren ber Alice om å berøre sin YubiKey. YubiKey, etter å ha verifisert Alices tilstedeværelse, signerer den nye strengen. Signaturen sendes tilbake til serveren, som verifiserer den ved hjelp av den offentlige nøkkelen den lagret under registreringen. Hvis signaturen stemmer, blir Alice logget inn.

Kodeeksempel (forenklet JavaScript - serverside er påkrevd)

Dette er et forenklet eksempel og krever serversidelogikk for å generere utfordringer, verifisere signaturer og administrere brukerkontoer. Det er ment for å illustrere de grunnleggende trinnene som er involvert.

// Registrering (forenklet)
async function register() {
  try {
    const options = await fetch('/registration/options').then(res => res.json()); // Hent alternativer fra server
    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('Registrering vellykket!');
    } else {
      alert('Registrering mislyktes: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Feil under registrering:', error);
    alert('Registrering mislyktes: ' + error.message);
  }
}

// Autentisering (forenklet)
async function authenticate() {
  try {
    const options = await fetch('/authentication/options').then(res => res.json()); // Hent alternativer fra server
    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('Autentisering vellykket!');
    } else {
      alert('Autentisering mislyktes: ' + result.error);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Feil under autentisering:', error);
    alert('Autentisering mislyktes: ' + error.message);
  }
}

Viktige merknader:

• Serversidelogikk: JavaScript-koden er sterkt avhengig av serversidekomponenter for å generere utfordringer, verifisere signaturer og administrere brukerkontoer. Du må implementere disse komponentene ved hjelp av et serversidespråk som Node.js, Python, Java eller PHP.
• Feilhåndtering: Koden inkluderer grunnleggende feilhåndtering, men du bør implementere mer robust feilhåndtering i et produksjonsmiljø.
• Sikkerhetshensyn: Håndter alltid kryptografiske operasjoner og sensitive data sikkert på serversiden. Følg beste praksis for sikkerhet for å beskytte mot sårbarheter som «replay attacks» og kryss-side-scripting (XSS)-angrep.
• Base64-koding: `btoa()`-funksjonen brukes til å kode binære data som Base64-strenger for overføring til serveren.

Velge riktig autentiseringsenhet

WebAuthn støtter ulike typer autentiseringsenheter, hver med sine egne styrker og svakheter. Når du velger en autentiseringsenhet for applikasjonen din, bør du vurdere følgende faktorer:

• Sikkerhetsnivå: Noen autentiseringsenheter tilbyr høyere sikkerhetsnivåer enn andre. For eksempel anses maskinvarebaserte sikkerhetsnøkler generelt som sikrere enn programvarebaserte autentiseringsenheter.
• Brukeropplevelse: Brukeropplevelsen kan variere betydelig avhengig av autentiseringsenheten. Biometriske autentiseringsenheter tilbyr en sømløs og praktisk opplevelse, mens sikkerhetsnøkler kan kreve at brukerne bærer med seg en ekstra enhet.
• Kostnad: Kostnaden for autentiseringsenheter kan også variere. Maskinvarebaserte sikkerhetsnøkler kan være relativt dyre, mens programvarebaserte autentiseringsenheter ofte er gratis.
• Plattformkompatibilitet: Sørg for at autentiseringsenheten du velger er kompatibel med plattformene og enhetene som brukes av målgruppen din.

Her er noen vanlige typer autentiseringsenheter:

• Maskinvarebaserte sikkerhetsnøkler: Dette er fysiske enheter, som YubiKeys og Titan Security Keys, som kobles til en datamaskin eller mobil enhet via USB eller NFC. De tilbyr et høyt sikkerhetsnivå og er motstandsdyktige mot phishing-angrep. De er et populært valg for høysikkerhetsapplikasjoner og bedriftsmiljøer.
• Plattformautentiseringsenheter: Dette er innebygde autentiseringsenheter integrert i operativsystemer og enheter. Eksempler inkluderer Windows Hello (fingeravtrykk, ansiktsgjenkjenning) og Touch ID på macOS. De tilbyr en praktisk og sikker autentiseringsopplevelse.
• Mobile autentiseringsenheter: Noen mobilapper kan fungere som WebAuthn-autentiseringsenheter. Disse bruker ofte biometrisk autentisering (fingeravtrykk eller ansiktsgjenkjenning) og er praktiske for brukere som primært bruker tjenesten din på mobile enheter.

Beste praksis for WebAuthn-implementering

For å sikre en trygg og brukervennlig WebAuthn-implementering, følg disse beste praksisene:

• Bruk et anerkjent bibliotek: Vurder å bruke et velholdt og anerkjent WebAuthn-bibliotek eller SDK for å forenkle implementeringsprosessen og unngå vanlige fallgruver. Det finnes biblioteker for ulike serversidespråk, som Node.js, Python og Java.
• Implementer robust feilhåndtering: Håndter feil på en elegant måte og gi informative feilmeldinger til brukerne. Logg feil for feilsøkingsformål.
• Beskytt mot «replay attacks»: Bruk unike, kryptografisk sikre utfordringer for å forhindre «replay attacks».
• Valider attesteringserklæringer: Verifiser attesteringserklæringer for å sikre autentisiteten og påliteligheten til autentiseringsenhetene.
• Lagre offentlige nøkler sikkert: Lagre offentlige nøkler sikkert på serveren og beskytt dem mot uautorisert tilgang.
• Informer brukerne: Gi klare og konsise instruksjoner til brukerne om hvordan de registrerer og bruker WebAuthn-autentiseringsenheter.
• Tilby reservealternativer: Tilby alternative autentiseringsmetoder (f.eks. gjenopprettingskoder, sikkerhetsspørsmål) i tilfelle brukeren mister tilgangen til sin primære autentiseringsenhet. Dette er avgjørende for å opprettholde tilgjengelighet og forhindre at kontoer blir låst. Vurder å tilby engangskoder sendt via SMS eller e-post som et reservealternativ, men vær klar over sikkerhetsbegrensningene til disse metodene sammenlignet med WebAuthn.
• Gjennomgå og oppdater regelmessig: Hold deg oppdatert med de nyeste WebAuthn-spesifikasjonene og beste praksis for sikkerhet. Gjennomgå og oppdater implementeringen din regelmessig for å håndtere eventuelle sårbarheter eller forbedre sikkerheten.
• Vurder tilgjengelighet: Sørg for at WebAuthn-implementeringen din er tilgjengelig for brukere med nedsatt funksjonsevne. Tilby alternative inndatametoder og sørg for at autentiseringsprosessen er kompatibel med hjelpeteknologier.

WebAuthn i en global kontekst

Når du implementerer WebAuthn for et globalt publikum, bør du vurdere følgende:

• Språkstøtte: Sørg for at nettstedet eller applikasjonen din støtter flere språk og at WebAuthn-autentiseringsprosessen er lokalisert for ulike regioner.
• Kulturelle hensyn: Vær oppmerksom på kulturelle forskjeller i autentiseringspreferanser og sikkerhetsoppfatninger. Noen kulturer kan være mer komfortable med visse typer autentiseringsenheter enn andre.
• Regionale forskrifter: Vær oppmerksom på eventuelle regionale forskrifter eller samsvarskrav knyttet til autentisering og datasikkerhet.
• Tilgjengelighet av autentiseringsenheter: Vurder tilgjengeligheten av ulike typer autentiseringsenheter i forskjellige regioner. Noen autentiseringsenheter er kanskje ikke lett tilgjengelige eller støttet i visse land. For eksempel, mens sikkerhetsnøkler er allment tilgjengelige i Nord-Amerika og Europa, kan tilgjengeligheten være begrenset i noen utviklingsland.
• Betalingsmetoder: Hvis du selger maskinvarebaserte sikkerhetsnøkler, må du sørge for at du tilbyr betalingsmetoder som er allment akseptert i forskjellige regioner.

Fremtiden for passordløs autentisering

WebAuthn blir raskt tatt i bruk som et sikkert og brukervennlig alternativ til passord. Etter hvert som flere nettlesere og plattformer støtter WebAuthn, er passordløs autentisering i ferd med å bli den nye standarden for online sikkerhet. Organisasjoner som omfavner WebAuthn kan forbedre sin sikkerhetsposisjon, forbedre brukeropplevelsen og redusere supportkostnader.

FIDO Alliance fortsetter å utvikle og fremme WebAuthn og andre FIDO-standarder, noe som driver innovasjon og forbedrer interoperabilitet. Fremtidige fremskritt kan inkludere:

• Forbedret brukeropplevelse: Ytterligere strømlinjeforming av autentiseringsprosessen og gjøre den enda mer sømløs for brukerne.
• Forbedret sikkerhet: Utvikling av nye sikkerhetstiltak for å beskytte mot nye trusler.
• Bredere adopsjon: Utvide WebAuthn-støtten til flere enheter og plattformer, inkludert IoT-enheter og mobilapplikasjoner.
• Integrasjon med desentralisert identitet: Utforske integrasjonen av WebAuthn med desentraliserte identitetsløsninger for å gi brukerne mer kontroll over sine personlige data og online identiteter.

Konklusjon

Web Authentication API (WebAuthn) tilbyr en kraftig og sikker løsning for implementering av passordløs innlogging. Ved å utnytte offentlig nøkkel-kryptografi og moderne autentiseringsmetoder, eliminerer WebAuthn passord, reduserer risikoen for passordrelaterte angrep og forbedrer brukeropplevelsen. Implementering av WebAuthn kan være et betydelig skritt mot å forbedre sikkerheten til nettstedet eller applikasjonen din og gi en mer praktisk og sikker autentiseringsopplevelse for brukerne dine. Ettersom trusselbildet fortsetter å utvikle seg, er det å omfavne passordløs autentisering med WebAuthn en avgjørende investering i fremtiden for online sikkerhet.