🌐 WebAuthn 101：定义、工作原理及其好处

在这个数字化飞速发展的时代，网络安全的挑战层出不穷。2019年3月，万维网联盟（W3C）和FIDO（快速身份在线联盟）共同宣布WebAuthn作为密码免登录的官方网络标准，标志着网络身份验证的一次革命性变革。如今，大部分浏览器及约95%的全球用户设备均支持这一身份验证协议。那么，WebAuthn究竟是什么？它又是如何改变我们在线登录体验的？

🔑 什么是WebAuthn？

WebAuthn，全称为网络身份验证API，是一种开放标准，利用公钥密码学使网络应用能够在无需密码的情况下注册和验证用户。与传统的基于知识的因素（如密码）不同，WebAuthn采用基于拥有和生物特征的因素（例如，指纹或面部识别），为用户提供了更安全、更便捷的使用体验。

💡 WebAuthn的核心原则

理解WebAuthn的核心原则，必须首先掌握公钥密码学的基本概念。在传统密码验证中，密码作为客户端与服务器之间的共享秘密，一旦被攻击者获取，便可轻易伪装成用户。而WebAuthn使用的公钥密码学通过私钥和公钥的配对，有效消除了这一风险：

• 公钥：用于加密数据，存储在服务器上，可以与任何人共享。
• 私钥：用于解密数据，存储在用户的设备上，绝不与他人共享。

这种非对称加密方式确保了即使攻击者获得了公钥，也无法利用它来伪装用户，从根本上提升了安全性。

🚀 WebAuthn的好处

WebAuthn的推出无疑是对网络安全的一次跃进，它为用户和开发者带来了众多好处。

🔒 更好的安全性

WebAuthn大幅增强了抵御网络攻击的能力，如钓鱼、凭证盗窃和中间人攻击等。由于私钥只存储在用户的设备上，即使数据被盗，攻击者也无法轻易利用这些信息进行攻击。此外，WebAuthn还可以结合生物识别技术、硬件密钥或一次性密码等多因素身份验证，进一步增强安全性。

😊 改进的用户体验

通过消除传统密码的使用，WebAuthn为用户提供了一种无缝、高效的服务访问方式，极大地减少了用户记忆不同密码的麻烦，并降低了密码疲劳的风险。这不仅简化了登录流程，还提升了用户对网络应用的满意度和参与度。

⏱️ 更快的市场反应时间

对开发者和产品经理而言，WebAuthn减少了与密码管理相关的复杂性和安全风险，使他们能够将更多精力集中在应用的优化上。这种转变可以加速开发进程，将创新更快推向市场。

🔍 提升的隐私保护

WebAuthn在身份验证过程中仅分享公钥和少量元数据，确保个人数据的最小化交换。这不仅保护了用户的个人信息不被滥用，也避免了跨服务跟踪和用户画像，从而提供了更好的隐私保障。

🔄 WebAuthn的工作原理

WebAuthn的操作流程涉及多个关键角色：用户、用户代理、依赖方（即需要用户认证的应用）和认证器（如手机、YubiKey等硬件设备）。

📋 注册流程

以“bakedpotato.com”为例，用户在注册时的流程如下：

1. 用户在浏览器中点击“注册”按钮。
2. 认证服务器向用户代理发出挑战请求。
3. 用户代理将挑战请求发送给认证器，并指示其创建新凭证。
4. 认证器要求用户进行身份验证（例如使用Touch ID）。
5. 认证器创建一对密钥（公钥和私钥），并用私钥签名挑战请求。
6. 认证器将签名的挑战、公钥及其他相关信息发送给依赖方。
7. 依赖方使用公钥验证挑战的合法性。
8. 用户成功注册，依赖方保存公钥和其他信息以备后用。

🔑 身份验证流程

当用户再次登录时，流程如下：

1. 用户在浏览器中点击“登录”按钮并输入用户名。
2. 认证服务器向用户代理发出挑战请求。
3. 用户代理将挑战请求和私钥ID发送给认证器。
4. 认证器要求用户进行身份验证。
5. 认证器使用私钥签名挑战请求。
6. 认证器将签名的挑战和其他信息发送给依赖方。
7. 依赖方使用公钥验证挑战的合法性。
8. 用户成功通过身份验证。

🤔 WebAuthn与FIDO2的关系

尽管WebAuthn与FIDO2常被混淆，但它们并不是完全相同的概念。FIDO2是一个开放标准，允许用户在桌面和移动环境中无需密码地登录应用。FIDO2由两个核心组件组成：

1. Web Authentication API (WebAuthn)：使应用能够使用基于拥有和生物特征的身份验证来认证用户。
2. Client to Authenticator Protocol (CTAP)：允许客户端与外部认证器（如硬件安全密钥或智能手机）进行通信。

简而言之，WebAuthn是FIDO2的核心组件之一，提供了支持密码免登录的能力，而CTAP则负责客户端与认证器之间的通信。

🛠️ Descope帮助简化WebAuthn的实现

尽管学习和调试WebAuthn可能是一个复杂且耗时的过程，但Descope为开发者提供了无代码工作流、SDK和API，使其能够轻松将基于WebAuthn的生物识别技术添加到其应用中。通过几行代码，开发者可以在其应用中实现拖放式的生物识别身份验证，真正做到简化操作。

🎉 结论

WebAuthn的出现不仅改变了我们对网络身份验证的理解，更是为用户提供了更安全、更便捷的上网体验。随着网络安全问题的日益严重，WebAuthn的推广和应用无疑是我们迈向更加安全的数字世界的重要一步。

参考文献

1. Descope. "WebAuthn 101: Definition, How It Works & Benefits." Descope
2. W3C & FIDO Alliance. "WebAuthn Specification."
3. Verizon. "2024 DBIR Report."
4. FIDO Alliance. "FIDO2 Specifications."
5. Various Authors. "Understanding Public Key Cryptography."

希望这篇文章能够帮助你更深入地理解WebAuthn的概念及其带来的变革！