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これは実験的な機能です。本番で使用する前にブラウザー実装状況をチェックしてください。

Secure context
This feature is available only in secure contexts (HTTPS), in some or all supporting browsers.

Web Authentication API は公開鍵暗号を用いて強力な認証を可能にする Credential Management API の拡張機能で、パスワードを用いない認証や、 SMS テキストを用いない二要素認証を実現します。

Web authentication の概念と使い方

Web Authentication API (別名 WebAuthn) は、ウェブサイトで登録、認証、二要素認証を行うためにパスワードや SMS のテキストを使用するのではなく、公開鍵暗号を使用します。これはフィッシング情報漏洩、 SMS や他の二要素認証に対する攻撃といった厄介なセキュリティ問題を解決し、同時にユーザーの利便性を向上させます (ユーザーが多くのパスワードを管理する必要がなくなるため)。

多くのウェブサイトが既にアカウントの登録や作成したアカウントにログインするウェブページを提供しています。 WebAuthn はそれらの既存のウェブページの代替または補足として機能します。 Credential Management API の他の形式と同様に、 Web Authentication API は登録とログインの2つの基本的な機能を持っています。

  • navigator.credentials.create() - publicKey オプションと併用すると、新しいアカウントの登録または既存のアカウントへの新しい非対称鍵ペアの関連付けを行うために新しい認証情報を作成します。
  • navigator.credentials.get() - publicKey オプションと併用すると、サービスに対する認証のために、ログインまたは二要素認証として既存の認証情報セットを使用します。

メモ: create() と get() は両方ともセキュアコンテキスト (例:サーバに https で接続されているか、或いは接続先のサーバがローカルホストの場合)であることを必要とし、ブラウザーがセキュアコンテキストで動作していない場合は利用できません。

最も基本的ななものとして、 create() と get() は challenge と呼ばれる非常に大きな乱数をサーバーから受け取り、challenge を秘密鍵で署名してサーバーへ送り返します。この方法で秘密にすべき情報をネットワーク上に流すことなく、認証に必要な秘密鍵をユーザが所持していることをサーバに対して証明します。

create() と get() メソッドがより大局的な見地においてどのように組み込まれているかを理解するためには、それらがブラウザー外の2つのコンポーネント間にあることを理解することが重要です。

  1. サーバー - WebAuthn API はサーバー (単に"サービス"としたり、"relying party"(RP)と呼ぶこともある) に認証情報を登録し、以後ユーザー認証には同じサーバーに同じ認証情報を使うことを意図しています。
  2. 認証器(Authenticator)- 作成された認証情報は認証器と呼ばれるデバイス内に格納されます。
    これは認証における新しいコンセプトです:
    ・パスワード認証ではパスワードはユーザーの頭の中に格納され、他のデバイスは必要ありません。
    ・WebAuthn 認証ではパスワードは認証器の中に格納された鍵ペアに置き換えられています。
    認証器は Windows Hello などの OS に組み込まれていても良く、 USB や Bluetooth セキュリティキーなどの物理的なトークンデバイスであっても良いのです。

登録

典型的な登録過程は図1に示す6つの手順を踏みます。この図は概要説明のみを目的として、登録過程に必要なデータだけに単純化してあります。必須フィールドと任意フィールド、そして登録リクエスト作成におけるそれらのフィールドの意味は PublicKeyCredentialCreationOptions に全て記載されています。同様に、応答フィールドは PublicKeyCredential インタフェース (ただし PublicKeyCredential.responseAuthenticatorAttestationResponse インタフェース) に全て記載されています。
アプリケーションを作っているほとんどの JavaScript プログラマーが唯一本当に気をつけなければならないのは、 create() が呼び出され、返り値が手に入る手順1と5のみです。しかしながら、ブラウザーと認証器の中で行われる処理やその結果のデータの意味を理解するためには手順2,3,4を理解することが不可欠です。

WebAuthn registration component and dataflow diagram

図1 - WebAuthn による登録手順と各アクションに関連する重要なデータの流れを示している

登録手順:

  1. アプリケーションが登録要求を行う - アプリケーションは最初の登録リクエストを作成します。このリクエストのプロトコルとフォーマットは WebAuthn の対象範囲外です(WebAuthn で指定されていない)。
  2. サーバーが challenge・ユーザー情報・ Relying Party 情報を送信 - サーバーは challenge・ユーザ情報・ Relying party 情報を JavaScript プログラムに送信します。このときのプロトコルも特に指定はなく、 WebAuthn の対象範囲外です。通常、サーバーは HTTPS 通信を使って REST で接続します(恐らくXMLHttpRequestFetchを用いるでしょう)が、安全なプロトコルでありさえすれば SOAPRFC 2549 、その他ほぼどのようなプロトコルを使用しても構いません。サーバーから受け取ったパラメーターは create() の呼び出し(call)に渡され、通常ほとんど或いは全く改変せずに Promise を返します。これは、 AuthenticatorAttestationResponse を含んだ PublicKeyCredential を解決するためのものです。
    次の事項は極めて重要です。
    ・challenge はランダム情報のバッファー(少なくとも16バイト以上)であること
    ・challenge は登録過程のセキュリティを確保するために必ずサーバー上で生成しなくてはなりません。
    (Cryptographic Challenges)
  3. ブラウザーが認証器の authenticatorMakeCredential() を呼び出す - 内部的にブラウザーはパラメーターを検証し、デフォルト値を入れ、 AuthenticatorResponse.clientDataJSON となる。最も重要なパラメーターの一つは origin であり、後でサーバーがこの origin を検証できるように clientData に保存されています。 client() の呼び出しのパラメーターは clientDataJSON の SHA-256 ハッシュ値と共に認証器に渡されます。(認証器への接続が低帯域幅の NFC または Bluetooth である可能性があり、認証器は単にハッシュに署名して改ざんされていないことを保証することが目的のため、ハッシュのみを送信します)
  4. 認証器が新しい鍵ペアと Attestation を作成 - これを行う前に、通常認証器は何らかの形でユーザーが存在し、登録に同意していることを確認します。方法は PIN の入力や指紋・虹彩認証などがあります。ユーザ確認後、認証器は非対称鍵ペアを作成し、後に使用する秘密鍵を安全に保存します。
    もう片方の公開鍵は、ある秘密鍵で署名された attestation の一部になっています。その秘密鍵とは認証器の製造過程で焼き付けられたものであり、認証局にさかのぼって検証可能な証明書チェーンをもっています。
  5. 認証器がブラウザーにデータを返す - 新しい公開鍵と世界中で重複の無い一意の認証ID、そして他の attestation 情報がブラウザーに返され、そこで attestationObject になります。
  6. ブラウザーが最終的に送信するデータを作成し、アプリケーションがその戻り値をサーバに送信 - create()  Promise が PublicKeyCredentialを解決しようとします。PublicKeyCredentialは一意の認証IDである PublicKeyCredential.rawId 持っており、 AuthenticatorResponse.clientDataJSON を含む AuthenticatorAttestationResponse や AuthenticatorAttestationResponse.attestationObject といったレスポンスと一緒にあります。この PublicKeyCredential は、何らかの望ましいフォーマットやプロトコルでサーバーに送信されます。 (注意として、 ArrayBuffer プロパティは base64 か似たようなものでエンコードされている必要があります。)
  7. サーバーが登録を検証・完了させる - 最終的に、サーバーが一連のチェックを行い、登録が完了して改ざんされていないことを保証することが要求されています。
    次の点を含む:
    1. challenge が送信時と同じものであるかの確認
    2. origin が期待された origin でとなっていることの保証
    3. clientDataHash の署名と特定モデルの認証器用の証明書チェーンを使った attestation の検証
    検証ステップの完全な一覧は WebAuthn の仕様書の中にあります。 チェックが上手くいくと、サーバはユーザーアカウントに紐づいたその新しい公開鍵を保存し、将来の利用に備えます。つまりは、ユーザーが認証のためにその公開鍵を使いたい時は何時でも使えるようにするということです。

Authentication

After a user has registered with WebAuthn, they can subsequently authenticate (a.k.a. - login or sign-in) with the service. The authentication flow looks similar to the registration flow, and the illustration of actions in Figure 2 may be recognizable as being similar to the illustration of registration actions in Figure 1. The primary differences between registration and authentication are that: 1) authentication doesn't require user or relying party information; and 2) authentication creates an assertion using the previously generated key pair for the service rather than creating an attestation with the key pair that was burned into the authenticator during manufacturing. Again, the description of authentication below is a broad overview rather than getting into all the options and features of WebAuthn. The specific options for authenticating can be found in the PublicKeyCredentialRequestOptions dictionary, and the resulting data can be found in the PublicKeyCredential interface (where PublicKeyCredential.response is the AuthenticatorAssertionResponse interface) .

WebAuthn authentication component and dataflow diagram

Figure 2 - similar to Figure 1, a diagram showing the sequence of actions for a WebAuthn authentication and the essential data associated with each action.

  1. Application Requests Authentication - The application makes the initial authentication request. The protocol and format of this request is outside of the scope of WebAuthn.
  2. Server Sends Challenge - The server sends a challenge to the JavaScript program. The protocol for communicating with the server is not specified and is outside of the scope of WebAuthn. Typically, server communications would be REST over https (probably using XMLHttpRequest or Fetch), but they could also be SOAP, RFC 2549 or nearly any other protocol provided that the protocol is secure. The parameters received from the server will be passed to the get() call, typically with little or no modification. Note that it is absolutely critical that the challenge be a buffer of random information (at least 16 bytes) and it MUST be generated on the server in order to ensure the security of the authentication process.
  3. Browser Calls authenticatorGetCredential() on Authenticator - Internally, the browser will validate the parameters and fill in any defaults, which become the AuthenticatorResponse.clientDataJSON. One of the most important parameters is the origin, which recorded as part of the clientData so that the origin can be verified by the server later. The parameters to the get() call are passed to the authenticator, along with a SHA-256 hash of the clientDataJSON (only a hash is sent because the link to the authenticator may be a low-bandwidth NFC or Bluetooth link and the authenticator is just going to sign over the hash to ensure that it isn't tampered with).
  4. Authenticator Creates an Assertion - The authenticator finds a credential for this service that matches the Relying Party ID and prompts a user to consent to the authentication. Assuming both of those steps are successful, the authenticator will create a new assertion by signing over the clientDataHash and authenticatorData with the private key generated for this account during the registration call.
  5. Authenticator Returns Data to Browser - The authenticator returns the authenticatorData and assertion signature back to the browser.
  6. Browser Creates Final Data, Application sends response to Server - The browser resolves the Promise to a PublicKeyCredential with a PublicKeyCredential.response that contains the AuthenticatorAssertionResponse. It is up to the JavaScript application to transmit this data back to the server using any protocol and format of its choice.
  7. Server Validates and Finalizes Authentication - Upon receiving the result of the authentication request, the server performs validation of the response such as:
    1. Using the public key that was stored during the registration request to validate the signature by the authenticator.
    2. Ensuring that the challenge that was signed by the authenticator matches the challenge that was generated by the server.
    3. Checking that the Relying Party ID is the one expected for this service.
    A full list of the steps for validating an assertion can be found in the WebAuthn specification. Assuming the validation is successful, the server will note that the user is now authenticated. This is outside the scope of the WebAuthn specification, but one option would be to drop a new cookie for the user session.

Interfaces

CredentialsContainer
WebAuthn extends the Credential Management API's create() and get() methods to take a new option: publicKey. When the publicKey option is passed to create() and / or get(), the Credential Management API will create a new public key pair or get an authentication for a key pair, respectively.
PublicKeyCredential
A credential for logging in to a service using an un-phishable and data-breach resistant asymmetric key pair instead of a password.
AuthenticatorResponse
Part of the PublicKeyCredential, the AuthenticatorResponse includes information from the browser (such as the challenge and origin); as well as information from the authenticator such as an AuthenticatorAttestationResponse (for new credentials) or an AuthenticatorAssertionResponse (when authenticating with existing credentials).
AuthenticatorAttestationResponse
When a PublicKeyCredential has been created with the create() call, it will include an AuthenticatorAttestationResponse. This is the authenticator's way of providing a cryptographic root of trust for the new key pair that has been generated.
AuthenticatorAssertionResponse
When a PublicKeyCredential is the result of a get() call, it will include an AuthenticatorAssertionResponse. This is the authenticator's way of proving to a service that it has the key pair and that the authentication request is valid and approved.

Options

PublicKeyCredentialCreationOptions
The options for creating a credential via navigator.credentials.create()
PublicKeyCredentialRequestOptions
The options for using a credential via navigator.credentials.get()

メモ: セキュリティ機能として、WebAuthn の呼び出し(例:create() や get())が保留されている間にブラウザーウィンドウのフォーカスが失われると、呼び出しはキャンセルされます。

// 登録のサンプル引数
var createCredentialDefaultArgs = {
    publicKey: {
        // Relying Party (a.k.a. - Service):
        rp: {
            name: "Acme"
        },

        // User:
        user: {
            id: new Uint8Array(16),
            name: "john.p.smith@example.com",
            displayName: "John P. Smith"
        },

        pubKeyCredParams: [{
            type: "public-key",
            alg: -7
        }],

        attestation: "direct",

        timeout: 60000,

        challenge: new Uint8Array([ // サーバーから暗号学的にランダムな値が送られていなければならない
            0x8C, 0x0A, 0x26, 0xFF, 0x22, 0x91, 0xC1, 0xE9, 0xB9, 0x4E, 0x2E, 0x17, 0x1A, 0x98, 0x6A, 0x73,
            0x71, 0x9D, 0x43, 0x48, 0xD5, 0xA7, 0x6A, 0x15, 0x7E, 0x38, 0x94, 0x52, 0x77, 0x97, 0x0F, 0xEF
        ]).buffer
    }
};

// ログインのサンプル引数
var getCredentialDefaultArgs = {
    publicKey: {
        timeout: 60000,
        // allowCredentials: [newCredential] // 下記参照
        challenge: new Uint8Array([ // サーバーから暗号学的にランダムな値が送られていなければならない
            0x79, 0x50, 0x68, 0x71, 0xDA, 0xEE, 0xEE, 0xB9, 0x94, 0xC3, 0xC2, 0x15, 0x67, 0x65, 0x26, 0x22,
            0xE3, 0xF3, 0xAB, 0x3B, 0x78, 0x2E, 0xD5, 0x6F, 0x81, 0x26, 0xE2, 0xA6, 0x01, 0x7D, 0x74, 0x50
        ]).buffer
    },
};

// 新しい認証情報の作成/登録
navigator.credentials.create(createCredentialDefaultArgs)
    .then((cred) => {
        console.log("NEW CREDENTIAL", cred);

        // 通常はサーバーから利用可能なアカウントの認証情報が送られてきますが
        // この例では上からコピーしただけです。
        var idList = [{
            id: cred.rawId,
            transports: ["usb", "nfc", "ble"],
            type: "public-key"
        }];
        getCredentialDefaultArgs.publicKey.allowCredentials = idList;
        return navigator.credentials.get(getCredentialDefaultArgs);
    })
    .then((assertion) => {
        console.log("ASSERTION", assertion);
    })
    .catch((err) => {
        console.log("ERROR", err);
    });

Specifications

Specification Status Comment
Web Authentication: An API for accessing Public Key Credentials Level 1 勧告候補 Initial definition.

ブラウザーの対応

現在、互換性データを可読形式の JSON フォーマットに置き換えているところです。 この互換性一覧は古い形式を使っており、これに含まれるデータの置き換えが済んでいません。 手助けしていただける場合は、こちらから!
機能 Chrome Firefox (Gecko) Internet Explorer Opera Safari (WebKit)
基本対応 65 60 (60)[1] 未サポート 未サポート 未サポート
機能 Android Webview Chrome for Android Firefox Mobile (Gecko) IE Phone Opera Mobile Safari Mobile
基本対応 未サポート 71 未サポート[1] 未サポート 未サポート 未サポート

[1] Web authentication has been restricted to active documents (バグ 1409202).

関連情報

ドキュメントのタグと貢献者

このページの貢献者: Stef107, mfuji09, takubokudori
最終更新者: Stef107,