浅谈WebAuthn与Passkey

介绍

U2F

通用第二因素（U2F）是一种开放标准，它使用基于智能卡中类似安全技术的专用通用串行总线（USB）或近场通信（NFC）设备来增强和简化双因素身份验证（2FA）。它被FIDO2项目所取代，该项目包括W3C Web认证（WebAuthn）标准和FIDO联盟的客户端到认证器协议2（CTAP2）。

虽然该标准最初由Google和Yubico开发，并得到了NXP Semiconductors的贡献，但现在由FIDO联盟托管。

以上来自 Universal 2nd Factor

所以U2F也有FIDO1或者FIDO U2F之称。

FIDO2

FIDO2 项目是 FIDO 联盟和万维网联盟（W3C）之间的共同努力，其目标是为 Web 创建强大的身份验证。FIDO2 的核心由 W3C Web 身份验证（WebAuthn）标准和 FIDO 客户端到身份验证器协议 2 （CTAP2）组成。FIDO2 基于 FIDO 联盟之前所做的工作，特别是通用第二因素（U2F）身份验证标准。

以上来自 FIDO Alliance

WebAuthn

WebAuthn （Web Authentication）由万维网联盟（W3C）发布的 Web 标准。 WebAuthn是FIDO2项目的核心组成部分。

以上来自 WebAuthn

WebAuthn (Web Authentication) 是一种基于公钥的身份验证标准，旨在为Web提供更安全和更隐私的身份验证方法。WebAuthn 主要通过使用用户设备上的硬件安全密钥（如指纹、面部识别或物理安全密钥）来验证用户身份。

Tips：Windows hello也支持。

为什么我们需要WebAuthn

与传统的基于密码的身份验证相比的优势
WebAuthn 解决了传统基于密码的身份验证中的许多固有问题：

安全凭据生成和存储： WebAuthn 使用强大的算法为每个网站生成唯一的凭据，并将它们安全地存储在受信任的身份验证器中。这消除了常见的漏洞，例如：

由于长度不足，很容易被暴力破解的弱密码。
容易受到字典攻击的可预测密码（例如，“password”、“12345678”）。
基于个人信息（例如出生日期、地址）的可猜测密码。
客户端密码存储不佳（例如，记下、存储在电话联系人中）。
在多个网站之间重复使用密码（因为 WebAuthn 凭据在设计上特定于各个网站）。
服务器规定的密码要求不足（例如，过于宽松或限制性标准、任意的最大长度限制、有限的字符集）。
阻止密码管理器自动填充功能的限制。

无服务器端凭证存储： 凭证的私有部分永远不会存储在服务器上，从而消除了风险和漏洞，例如：

数据库中不安全的密码存储（例如，明文或依赖于基于弱哈希的算法/结构）。
数据库泄漏暴露了密码。
强制性的、无效的定期密码更改。

每个网站的唯一凭据： WebAuthn 确保每个网站的凭据是唯一的，从而消除了以下风险和漏洞：

撞库攻击，攻击者在多个站点上使用来自一个数据泄露的凭据。
网络钓鱼攻击，因为凭据不能重复使用或误应用于不同的网站。

WebAuthn具体实现流程与无密码登录

这篇文章已经讲解的非常详细：谈谈 WebAuthn

Passkey

详细可以参考这篇文章：Passkey 和 WebAuthn

与WebAuthn略微不同的是，Passkey允许凭证漫游（虽然非常驻密钥也是存储在服务器端）。同时受益于常驻密钥（Passkey始终保存密钥），因此Passkey支持无用户名登录。

在具体实践中，Android上Google通过锁屏和指纹对密钥进行加密后同步，Apple则使用iCloud。

通过牺牲一定的安全性来达到避免硬件损坏后丢失访问权限的情况。

另外，虽然Passkey不支持跨平台同步，但支持跨平台注册和调用凭证。

一般的，网站会根据安全性要求设置WebAuthn使用cross-platform类型（不与平台绑定，例如 Yubikey）或者platform类型（与平台绑定，例如Windows Hello）的凭据，不同类型将采用不同的注册和验证方式，当然也可以选择all supported。因此如果是限制为platform类型，那么将无法跨平台注册凭证。

在选择设备时选择iPhone、iPad或Android设备，使用设备扫描显示的二维码即可完成注册和认证。

并且因为不受限于物理密钥的空间，理论上使用iPhone，Android等手机设备可以存储无限的Paaskey密钥（常驻密钥）

需要注意的是，Android上如果使用Google的Passkey服务，需要连接Google的服务器，如果你在中国大陆境内可能无法正常使用该服务。

另外，不同手机可能内置Passkey服务，在使用时可能会调用手机厂商的Passkey服务，如果需要使用Google的Passkey服务可能需要额外设置。默认情况下Chrome浏览器会调用Google的Passkey服务。

硬件密钥

硬件密钥一般拥有更高的安全性，密钥一旦导入将无法导出，也无法进行同步。

如果选择完全无密码（取消密码认证），请务必绑定两个以上的认证器或者绑定一个支持同步的Passkey设备，否则一旦硬件损坏将会导致失去账户访问权限！

市面上常用的有Yubikey和谷歌的Titan Key，国产也有相应的Canokey进行平替。

优点：无需联网，离线保存，安全性极高。

缺点：空间有限，（yubikey 5支持25个常驻密钥），价格昂贵（yubikey 5C NFC 55美元）

需要注意的是，受限于物理密钥的存储空间，一些认证器（物理密钥）对于一般普通的密钥采用 Key Warp这种算法将私钥加密后打包到服务端，当需要认证时将加密后的私钥返回至认证器（物理密钥），由认证器进行解密后获得私钥再进行剩余操作，因此实际上私钥是离开了物理密钥，yubikey则使用基于HMAC的算法来实现私钥“不离开”物理密钥。

只有常驻密钥才真正存储在认证器（物理密钥）内部，因此一般物理密钥的常驻密钥存储数量有限制。