簡介 FIDO U2F

Fast Identity Online

Universal 2nd Factor

三個主要角色

三個主要角色

1. U2F Relying Party (RP)

三個主要角色

1. U2F Relying Party (RP)
2. U2F Client

三個主要角色

1. U2F Relying Party (RP)
2. U2F Client
3. U2F Authenticator (Device/
                         Token/Dongle)

U2F RP (Server-Side)

U2F RP (Client-Side)

HTTPS

A Web Server

A Web Page

U2F Client

Chrome 內建

U2F RP (Server-Side)

U2F RP (Client-Side)

HTTPS

A Web Server

A Web Page

U2F Client

Chrome 內建

U2F RP (Server-Side)

U2F RP (Client-Side)

HTTPS

A Web Server

A Web Page

JavaScript function call
and event callback

(提供 MessagePort API 讓 RP 可以用 JavaScript 程序性地存取 U2F 功能)

U2F Client

Chrome 內建

U2F RP (Server-Side)

U2F RP (Client-Side)

HTTPS

A Web Server

A Web Page

JavaScript function call
and event callback

U2F Authenticator

實體 Dongle

USB  (or NFC/BLE in the future)

U2F Client

Chrome 內建

U2F RP (Server-Side)

U2F RP (Client-Side)

RegisterRequest

A Web Server

A Web Page

U2F Authenticator

實體 Dongle

RegisterRequest

RegisterRequest

RegisterRequest = (Challenge, AppID)

U2F Client

Chrome 內建

U2F RP (Server-Side)

U2F RP (Client-Side)

RegisterResponse

A Web Server

A Web Page

U2F Authenticator

實體 Dongle

RegisterResponse

RegisterResponse

RegisterRequest = (Challenge, AppID)

RegisterResponse = (Challenge, AppID,
        KeyHandle, PublicKey, AttestCert, AttestSig)

為這個 AppID 產生一個新的公鑰密鑰配對，

以 KeyHandle 為索引儲存在安全晶片上。

U2F Client

Chrome 內建

U2F RP (Server-Side)

U2F RP (Client-Side)

SignRequest

A Web Server

A Web Page

U2F Authenticator

實體 Dongle

SignRequest

SignRequest

SignRequest = (Challenge, AppID, KeyHandle)

U2F Client

Chrome 內建

U2F RP (Server-Side)

U2F RP (Client-Side)

SignResponse

A Web Server

A Web Page

U2F Authenticator

實體 Dongle

SignResponse

SignResponse

SignRequest = (Challenge, AppID, KeyHandle)

SignResponse = (Challenge, AppID, KeyHandle
                               AuthCounter, AuthSig)

使用 KeyHandle 對應到的密鑰做數位簽章。

AuthCounter 是隨著操作而不斷遞增的計數器。

簡化版的網站登入流程 Demo

原始碼在這
https://git.io/concise-udw

引入 U2F 的架構 BEFORE

Username   =>   ScrambledPassphrase

SessionID   =>   Username,  SignInTime

(原本 DB 儲存了這 2 個對應關係)

引入 U2F 的架構 AFTER

Username   =>   ScrambledPassphrase

SessionID   =>   Username,  SignInTime

KeyID   =>   Username,  KeyHandle,  PublicKey

RegChallengeID   =>   RegChallenge

AuthChallengeID   =>   AuthChallenge,  Username

(為了 U2F 需要再增加幾個 tables...
當然，規劃方式有很多種，例如 RegChallenge 和 AuthChallenge
也可以選擇和一個 Session 綁在一起，而不是額外獨立出來看。)

標準文件下載：
https://fidoalliance.org/specifications/download/

建議先看標準文件的「 Overview 」和「 JavaScript API 」。
看完這兩份以後，行有餘力可以再看「 Raw Message Formats 」，
如此一來，應該就可以看懂大部份的實作發生了什麼事情了。

在 Yubico 的開發者網頁上有個各式各樣實作的列表，
其中「 U2F Server Libraries 」列出來的幾個項目可以參考與學習：
https://developers.yubico.com/U2F/Libraries/List_of_libraries.html

參考資源