通用密钥,无需密码,在无密码元年实现Passkeys通用密钥登录(基于Django4.2/Python3.10)

毋庸讳言，密码是极其伟大的发明，但拜病毒和黑客所赐，一旦密码泄露，我们就得绞尽脑汁再想另外一个密码，但记忆力并不是一个靠谱的东西，一旦遗忘密码，也会造成严重的后果，2023年业界巨头Google已经率先支持了Passkeys登录方式，只须在设备上利用PIN码解锁、指纹或面部辨识等生物识别方式，即可验证身份，也就是说，可以和密码说拜拜了。

什么是PassKeys

Passkeys的原理很简单，就是在用户注册环节，可以选择生成一对密钥，分别是公钥和私钥，公钥存在服务器端，而私钥存在用户需要登录的设备上，包含但不限于电脑、手机、或者平板。

只有在公钥和私钥配对，并且验签通过的情况下，系统才会判定用户登录成功，也就是说，就算黑客进入到了服务器，窃取到了用户的公钥，仍然无法伪造用户的身份。

另一方面，当我们在客户端登录账户的时候，可以选择安全性相对较高的PIN码解锁、指纹或面部辨识等生物识别方式解锁私钥，如此，就算设备不慎遗失，也可以确保私钥的安全性，不会被恶意使用。

以Google账户为例子，只需要登入Google的账号首页：

account.google.com

随后在右侧菜单选择安全性-》通行密钥，随后创建通行密钥即可，以后如果想登录Google账号的时候，直接使用通行密钥进行生物识别登录即可，当然，前提是当前设备需要支持指纹识别或者面部识别等功能，实在不行，也可以用pin码登录，比使用冗长的密码要方便多了。

如果需要通过多台设备进行登录，则可以在对应设备上创建不同的通行密钥，如此在任意设备登录账号都不需要输入密码了，需要注意的是，如果想把设备出售，可以在服务端直接删除公钥，这样设备中的私钥也会失效，确保账户的安全。

总的来说，Passkeys就是一种基于非对称加密算法的登录验证方式，只不过私钥和生物识别技术连结了起来，比传统私钥更加的安全，关于非对称加密算法，请移步：加密,各种加密,耙梳加密算法(Encryption)种类以及开发场景中的运用(Python3.10)，这里不再赘述。

基于Django4.2实现

Google账户的Passkeys支持是极好的，那么如果我们想在自己的平台接入Passkeys功能，该如何做呢？这里以基于Python3.10的Web框架Django4.2为例子进行演示。

首先安装Django4.2

pip3 install Django==4.2

接着安装相关的其他依赖：

cffi==1.15.1

cryptography==38.0.1

Django==4.2

django-sslserver

fido2==1.1.1

pycparser==2.21

pytz==2022.5

sqlparse==0.4.3

django-passkeys

可以放入requirements.txt进行批量安装。

随后在终端通过命令创建Django命令：

django-admin startproject test_app

需要注意的是，由于触发生物识别的接口只支持https协议，所以需要django-sslserver启动基于Https协议的后台服务，确保配置文件中已经进行配置：

# Application definition  

INSTALLED_APPS = [

    'django.contrib.admin',

    'django.contrib.auth',

    'django.contrib.contenttypes',

    'django.contrib.sessions',

    'django.contrib.messages',

    'django.contrib.staticfiles',

    'test_app',

    'passkeys',

    'sslserver'

]

随后，配置一下数据库：

DATABASES = {

    'default': {

        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',

        'NAME': 'test_db',

    }

}

这里我们就使用默认的简易数据库sqlite3，当然换成Mysql也可以，原理都是一样的，数据库用来存储用户生成的公钥，存在服务端。

至此Django4.2就配置好了。

使用Openssl配置证书

想要启动基于Https协议的Django服务，需要单独配置SSL的证书，这里使用Openssl，下载地址是：

https://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html

下载后进行安装，别忘了配置环境变量，随后第一步，生成服务器私钥：

openssl genrsa -out server.key 2048

第二步，根据私钥和输入的信息生成证书请求文件：

openssl req -new -key server.key -out server.csr

第三步：用第一步的私钥和第二步的请求文件生成证书：

openssl x509 -req -in server.csr -out server.crt -signkey server.key -days 3650

这样我们就拿到了私钥server.key和证书server.crt。

在生产环境中，这些步骤对用户来说是不可见的，这里只是简单模拟，通常证书申请用户只需要将服务器的公钥(注意不是私钥)和服务器证书申请文件交给https证书厂商即可，之后https厂商会通过邮件回复一个服务器公钥证书，拿到这个证书和自己生成的服务器私钥就可以搭建https应用了。

需要注意的是，私钥长度必须大于1024，否则启动时会报密钥过短的错误，同时密钥如果过短，也会增加被破解的风险。

随后用证书启动Django服务：

python3 manage.py runsslserver --cert D:/Downloads/server.crt --key D:/Downloads/server.key  0.0.0.0:8000

程序返回：

Watching for file changes with StatReloader

Validating models...  

System check identified some issues:  

WARNINGS:

passkeys.UserPasskey: (models.W042) Auto-created primary key used when not defining a primary key type, by default 'django.db.models.AutoField'.

        HINT: Configure the DEFAULT_AUTO_FIELD setting or the AppConfig.default_auto_field attribute to point to a subclass of AutoField, e.g. 'django.db.models.BigAutoField'.  

System check identified 1 issue (0 silenced).

June 21, 2023 - 12:22:55

Django version 4.2, using settings 'test_app.settings'

Starting development server at https://0.0.0.0:8000/

Using SSL certificate: D:/Downloads/server.crt

Using SSL key: D:/Downloads/server.key

Quit the server with CTRL-BREAK.

则代表没有问题，至此证书就配置好了。

使用Passkeys

现在，我们可以使用Passkeys功能了，首先迁移数据库：

python3 manage.py migrate

注意这一步并不需要model的支持，因为django-passkeys三方库会自动创建。

随后为Django-admin后台创建一个超级管理员：

python3 manage.py createsuperuser

程序返回：

System check identified some issues:  

WARNINGS:

passkeys.UserPasskey: (models.W042) Auto-created primary key used when not defining a primary key type, by default 'django.db.models.AutoField'.

        HINT: Configure the DEFAULT_AUTO_FIELD setting or the AppConfig.default_auto_field attribute to point to a subclass of AutoField, e.g. 'django.db.models.BigAutoField'.

Username (leave blank to use 'zcxey'): admin

Email address: admin@123.net

Password:

Password (again):

The password is too similar to the username.

This password is too short. It must contain at least 8 characters.

This password is too common.

Bypass password validation and create user anyway? [y/N]: y

Superuser created successfully.

这里创建了一个admin账号。

随后访问地址：https://localhost:8000 ，注意，必须是https协议。

随后在passkeys管理页面中创建私钥：

由于笔者的电脑不支持生物识别，所以只能用pin码。

创建成功后，私钥会留在设备中，也就是客户端，通过生物识别来解锁。

而公钥则存在Django项目的Sqllite3数据库中，随时可以对用户的私钥进行验签操作。

下次登录的时候，只需要用私钥登录即可，把密码丢到九霄云外去吧：

结语

虽然这只是非对称加密算法的一次简单地落地实践，但却是用户登录体验的一次革命性的巨大提升，还在给1password软件付费？这笔开支可以省了，最后奉上Passkeys示例项目，与众乡亲同飨：

https://github.com/zcxey2911/Django4.2_Passkeys_Login_Demo