userVerification 深度解析

Eiji Kitamura

本文档介绍了 WebAuthn 中的 userVerification 是什么，以及在创建通行密钥或进行身份验证期间指定 userVerification 时会导致的浏览器行为。

WebAuthn 中的“用户验证”是什么？

通行密钥基于公钥加密技术构建而成。创建通行密钥时，系统会生成公钥/私钥对，私钥由通行密钥提供程序存储，公钥会返回给依赖方 (RP) 服务器进行存储。服务器可以使用配对的公钥验证由同一通行密钥签名的签名，从而对用户进行身份验证。公钥凭据上的“用户在场”(UP) 标志可证明在身份验证期间有人与设备互动过。

用户验证是一项可选的安全层，旨在断言在身份验证期间是正确的用户在场（而非用户在场断言中所说的某个用户）。在智能手机上，通常使用屏幕锁定机制（无论是生物识别、PIN 码还是密码）来实现此目的。在通行密钥注册和身份验证期间，身份验证器数据中返回的“UV”标志会报告是否已执行用户验证

在 macOS 上显示的 iCloud 钥匙串用户验证对话框。

Android Chrome 上的用户验证对话框。

如何在服务器上验证 UP 和 UV

系统会在身份验证器数据字段中向服务器发送用户在线 (UP) 和用户已验证 (UV) 布尔标志。在身份验证期间，可以使用存储的公钥验证签名，从而验证身份验证器数据字段的内容。只要签名有效，服务器就可以将标志视为真实。

公钥凭据中的身份验证器数据字段。

在通行密钥注册和身份验证期间，服务器应检查 UP 标志是否为 true，以及 UV 标志是否为 true 或 false（具体取决于要求）。

指定 userVerification 参数

根据 WebAuthn 规范，在创建凭据和断言时，RP 都可以使用 userVerification 参数请求用户验证。它接受 'preferred'、'required' 或 'discouraged'，分别表示：

• 'preferred'（默认）：首选在设备上使用用户验证方法，但如果无法使用，则可以跳过。如果执行了用户验证，响应凭据中的 UV 标志值为 true；如果未执行 UV，则为 false。
• 'required'：必须调用设备上可用的用户验证方法。如果没有可用的实例，请求将在本地失败。这意味着，响应凭据始终返回，且 UV 标志设置为 true。
• 'discouraged'：不建议使用用户验证方法。不过，无论如何，系统都可能会执行用户验证，并且 UV 标志可以包含 true 或 false。

用于创建通行密钥的示例代码：

const publicKeyCredentialCreationOptions = {
  // ...
  authenticatorSelection: {
    authenticatorAttachment: 'platform',
    residentKey: 'required',
    requireResidentKey: true,
    userVerification: 'preferred'
  }
};

const credential = await navigator.credentials.create({
  publicKey: publicKeyCredentialCreationOptions
});

通行密钥身份验证的示例代码：

const publicKeyCredentialRequestOptions = {
  challenge: /* Omitted challenge data... */,
  rpId: 'example.com',
  userVerification: 'preferred'
};

const credential = await navigator.credentials.get({
  publicKey: publicKeyCredentialRequestOptions
});

您应为 userVerification 选择哪个选项？

您应使用的 userVerification 值取决于您的应用要求以及用户体验需求。

何时使用 userVerification='preferred'

如果您更注重用户体验而非保护，请使用 userVerification='preferred'。

在某些环境中，用户验证会给用户带来更多不便，而不是保护用户。例如，在 Touch ID 不可用（因为设备不支持、已停用或设备处于合盖模式）的 macOS 上，系统会要求用户改为输入系统密码。这会造成不便，用户可能会完全放弃身份验证。如果消除摩擦对您来说更重要，请使用 userVerification='preferred'。

当触控 ID 不可用时，macOS 上显示的通行密钥对话框。

对于 userVerification='preferred'，如果成功执行用户验证，UV 标志为 true；如果跳过用户验证，则为 false。例如，在无法使用 Touch ID 的 macOS 上，系统会要求用户点击一个按钮以跳过用户验证，并且公钥凭据包含 false UV 标志。

然后，UV 标志可作为风险分析中的信号。如果登录尝试因其他因素而似乎存在风险，您可能需要在用户未执行用户验证的情况下，向用户提出额外的登录质询。

注意：在 google.com 上进行身份验证目前使用 userVerification='preferred'。

何时使用 userVerification='required'

如果您认为 UP 和 UV 都绝对必要，请使用 userVerification='required'。

此选项的缺点是，用户在登录时可能会遇到更多麻烦。例如，在无法使用 Touch ID 的 macOS 上，系统会要求用户输入系统密码。

借助 userVerification='required'，您可以确保在设备上执行用户验证。确保服务器验证 UV 标志是否为 true。

总结

通过利用用户验证，使用通行密钥的信赖方可以评估设备所有者登录的可能性。开发者可以选择是要求用户进行验证，还是将其设为可选，具体取决于后备登录机制对用户体验流程的影响程度。确保服务器检查 UP 标志和 UV 标志以进行通行密钥用户身份验证。