帆布指纹识别和FingerPrint

在过去,想要实现对一个用户做一个唯一标识,cookie是最受欢迎的一种,但是随之互联网的发展,浏览器可以设置禁用cookie,以及清楚cookie等操作,导致对用户ID的定位不再那么清晰。
伴随着html5的成熟,通过canvas fingerprinting(帆布指纹识别)标识ID逐渐被接受。它的特点是无须通过cookie,用户基本无法屏蔽它 ,但是,其实这种指纹识别方式并不能完全取代cookie。

一.canvas fingerprinting(帆布指纹识别)

A.实现步骤原理:

1.在HTML布局绘制一个统一的图像内容.

2.canvas.toDataURL()方法获取图片内容的base64编码字符串。(对于PNG文件格式,以块(chunk)划分,最后一块是一段32位的CRC校验,提取这段CRC校验码便可以用于用户的唯一标识)。

    <script>
        function bin2hex(str) {
            var result = "";
            for (i = 0; i < str.length; i++ ) {
                var c = str.charCodeAt(i);
                result += byte2Hex(c>>8 & 0xff); // 高字节
                result += byte2Hex(c & 0xff);   // 低字节
            }
            return result;
        }
        function byte2Hex(b) {
            if(b < 0x10)
                return "0" + b.toString(16);
            else
                return b.toString(16);
        }
        var canvas = document.createElement('canvas');
        var ctx = canvas.getContext('2d');
        var txt = 'http://security.tencent.com/';
        ctx.textBaseline = "top";
        ctx.font = "14px 'Arial'";
        ctx.textBaseline = "tencent";
        ctx.fillStyle = "#f60";
        ctx.fillRect(125,1,62,20);
        ctx.fillStyle = "#069";
        ctx.fillText(txt, 2, 15);
        ctx.fillStyle = "rgba(102, 204, 0, 0.7)";
        ctx.fillText(txt, 4, 17);
        var canvas_dataURL = canvas.toDataURL();
        console.log(canvas_dataURL);
        var b64 =  canvas_dataURL .replace("data:image/png;base64,","");
        var bin = atob(b64);
        console.log(bin);
        //对于PNG文件格式,以块(chunk)划分,最后一块是一段32位的CRC校验,提取这段CRC校验码便可以用于用户的唯一标识
        var crc = bin2hex(bin.slice(-16,-12));
        console.log(crc);
        $("h1").text(crc);

    </script>

B.弊端:

crc在一定程度上标识了浏览器的唯一性,但是,在相同设备,相同浏览器上,重复特别严重。(该指纹能够识别出了某种GPU在安装了某种字体下的群体。)

于是,FingerPrint插件应运而生,经过对帆布指纹之别的优化,有关资料显示,精准度达到94%

二.FingerPrint

A.实现原理:

FingerPrint实现用户唯一标识,考虑了以下因素(以Fingerprintjs2 1.8.0版本为例):

1.浏览器http请求中的用户代理(一般包含:系统版本,浏览器内核,浏览器版本三个内容)-navigator.userAgent
2.浏览器的语言(中文、英文……)-navigator.language
3.设备屏幕的色彩信息(颜色深度)-screen.colorDepth
4.设备内存容量-navigator.deviceMemory
5.设备像素比-window.devicePixelRatio
6.设备并发线程数-navigator.hardwareConcurrency
7.设备屏幕的宽高-screen.height screen.width
8.设备屏幕的有效宽高-screen.availHeight screen.availWidth
注:availHeight 属性声明了显示浏览器的屏幕的可用高度,以像素计。在 Windows 这样的操作系统中,这个可用高度不包括分配给半永久特性(如屏幕底部的任务栏)的垂直空间。
9.格林威治时间和本地时间之间的时差-Date().getTimezoneOffset()
10.是否支持sessionStorage-window.sessionStorage
11.是否支持localStorage-window.localStorage
12.是否支持indexdDB-window.indexedDB
注:在 HTML5 的本地存储中,有一种叫 indexedDB 的数据库,该数据库是一种存储在客户端本地的 NoSQL 数据库,它可以存储大量的数据。
13.是否支持Behavior
注:docment.body.addBehavior(IE5的一个属性)
14.是否支持调用本地数据库-window.openDatabase
15.浏览器所在系统的CPU等级-navigator.cupClass(仅 IE 支持)
16.客户端的操作系统-navigator.platform
17.是否支持Do not track功能(隐私设置相关属性)-navigator.doNotTrack
18.获取浏览器部分插件信息-flash plugin、Adobe PDF reader、QuickTime、real players、ShockWave player、Windows media player、Silverlight、Skype
19.canvas指纹
20.webgl:网页3D绘图协议,把对webgl的支持情况汇总起来的信息
21.webgl的提供商和显卡情况
22.是否安装AdBlock(广告阻止)
23.用户是否篡改了语言
24.用户是否篡改了屏幕分辨率
25.用户是否篡改了操作系统
26.用户是否篡改了浏览器
27.触摸屏支持
28.自定义方法

B.实现步骤:

1.导入fingerprint2插件(这里我使用的远程文件):

<script type="text/javascript" src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/fingerprintjs2/1.5.1/fingerprint2.min.js"></script>

2.获取fingerprint2对象,以上的条件默认开启,回调函数返回result:


<body>
<p></p>
<script>
    var fp = new Fingerprint2();
    fp.get(function(result) {
        $("p").text(result);
    });
</script>
</body>

3.如果想使用自定义方法,方式如下:

<script>
    function aa() {
        return  "1123";
    }
    var options = {
        customFunction:aa,
    };
    var fp = new Fingerprint2(options);
    fp.get(function(result,components) {
       //返回结果
      $("p").text(result);
    });
</script>

C.弊端:

上述所有条件只是从概率上降低了UserID重复的概率,且要保持现在浏览器及上述条件都不变的状态,才能得到相同的UserID,并不是绝对意义上的唯一性,我用上述代码做了验证,即修改了浏览器的语言,产生的前后UserID就不同了。

这一点,在某视网测试地址也得到了验证,以下是某视网在chorm浏览器中文和英文设置的ViewId截图:

image
image

Fingerprint使用的参数很多,一旦设备系统更新 or 浏览器版本更新 or 浏览器关键插件有变化(版本更新 or 新增卸载关键插件 ,生成的ID都会改变,所以fingerPrint2js也不能完全取代cookie,但是可以作为辅助,在使用的时候结合cookies或flash cookies以降低清空cookie导致ID变化的概率,当cookies或flash cookies清空时,通过Fingerprint hash 重新设置Cookies的值。
当然,有人肯定会想,如果绑定了IP地址或者MAC地址,那么就无敌了,然而仅IE浏览器可以使用本地方法获取IP或MAC地址,想要适配所有平台及浏览器,获取IP地址只能去联网访问第三方接口,比如新浪接口,搜狐接口,太平洋电脑网IP查询接口等等。而MAC地址只有IE可以获取,暂时木有找到兼容其它浏览器的API。

三.我的方案(需要联网,仅供参考)
1.采用cookie和FingerPrint2js结合的方式。
2.依然采用FingerPrint2js插件,使用默认配置,再加一个IP条件(从接口获取)。
3.第一次访问获取页面,联网获取IP,生成ID,存入cookie,下次访问,从cookie取出ID。
4.如果清空缓存,从cookie中找不到ID,再次联网获取IP,与FingerPrint2js生成ID存入cookie。

理论上讲,只有第一次访问以及清空cookie的时候(除去禁用cookie的情况),客户端才会请求IP地址,减小服务器开销。在同一IP地址下,FingerPrint2js的ID重复率会大大降低,但还是不能排除因浏览器升级等原因造成的ID的改变。

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