探索 WebAuthn API 和无密码身份验证的未来

在这个数字化和信息高度互联的时代，密码的安全性和便捷性一直是一个备受关注的话题。随着网络钓鱼（phishing）攻击的日益猖獗，传统的密码验证方式显得越来越脆弱。为了解决这个问题，FIDO（快速身份在线）联盟推出了一系列新兴的身份验证标准，其中最具代表性的是 WebAuthn 和 FIDO2。这篇文章将深入探讨 WebAuthn API 和无密码身份验证的原理与应用，帮助我们更好地理解未来的安全身份验证方式。

🔐 什么是 FIDO 和 FIDO2？

FIDO 联盟成立于 2013 年，旨在开发安全、开放、标准化的防网络钓鱼身份验证协议。FIDO 的三个主要协议包括 UAF（通用身份验证框架）、U2F（通用第二因素）和 FIDO2。FIDO2 是其最新的标准，专注于无密码身份验证。

FIDO2 由两部分组成：WebAuthn（客户端 API）和 CTAP（客户端到身份验证器协议）。WebAuthn 使开发者能够通过 JavaScript 创建和管理公钥凭证，而 CTAP 则负责与身份验证器之间的低级别通信。

🔄 FIDO 的工作原理

FIDO 协议的核心是基于挑战-响应机制的身份验证流程。服务器向客户端发送一个挑战（challenge）和凭证标识符。客户端将这些信息发送给身份验证器，身份验证器会要求用户进行验证（如输入 PIN 或使用生物识别技术）。验证通过后，身份验证器使用私钥对数据进行签名，并将结果返回给客户端，最终客户端将其传递给服务器进行验证。

这种机制确保了用户的凭证始终存储在本地设备上，避免了凭证泄露的风险。此外，挑战-响应机制有效地防止了中间人攻击（MITM）。

📜 WebAuthn API 的核心操作

WebAuthn API 提供了两个基本操作：navigator.credentials.create​ 和 navigator.credentials.get​。前者用于创建新的凭证，而后者用于获取已注册凭证的验证。

创建凭证

当用户需要注册新账户时，开发者调用 navigator.credentials.create​ 方法。此方法需要一个包含多种参数的对象，例如：

• ​challenge​：由服务器生成的随机挑战，用于防止重放攻击。
• ​rp​：有关依赖方的信息，例如名称和标识符。
• ​user​：用户的相关信息，包括唯一标识符和用户名。
• ​pubKeyCredParams​：服务器支持的签名算法列表。

通过这些参数，WebAuthn API 将生成新的凭证，并在身份验证器上进行存储。

获取凭证

在用户进行身份验证时，开发者调用 navigator.credentials.get​ 方法。此方法同样需要一个对象，其中包括：

• ​challenge​：与注册阶段相同的挑战。
• ​allowCredentials​：已注册凭证的标识符列表。

如果身份验证器能够识别凭证，用户将被提示进行验证，验证通过后，返回的结果将包含身份验证信息。

🛡️ 无密码身份验证的优势

无密码身份验证的最大优势在于消除了密码本身的使用。这意味着用户不再需要记住复杂的密码，也不必担心密码被盗或泄露。以下是无密码身份验证的一些主要优点：

1. 提高安全性：由于没有密码被发送或存储在服务器上，攻击者无法通过网络钓鱼等手段获取用户凭证。
2. 用户体验：用户只需进行简单的生物识别验证或 PIN 输入，显著提高了登录的便捷性。
3. 降低维护成本：企业不再需要承担密码重置和管理的相关成本。

🚀 应用场景与未来展望

WebAuthn 和无密码身份验证在许多场景下都有广泛的应用潜力。例如，电子商务、金融服务以及社交媒体等领域都可以利用这一技术来提高安全性和用户体验。

未来，随着支持 WebAuthn 的平台和设备不断增加，预计无密码身份验证将会成为主流。开发者将能够更方便地集成这一技术，用户的身份验证过程也将变得更加安全和高效。

📚 参考文献

1. FIDO Alliance. (2019). FIDO2 Overview. FIDO Alliance
2. WebAuthn Specification. (2021). W3C
3. Ackermann, Y. (2019). Introduction to WebAuthn API and Passkey. Medium
4. Kitamura, E. (2019). Sign-in on the Web — Credential Management API and Best Practices. Medium
5. Demystifying attestation and MDS. Medium

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