什么是CSS指纹?CSS指纹如何生成?

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  1. 什么是 CSS 指纹?
  2. CSS 指纹如何生成
  3. 为何要有 CSS 指纹
  4. CSS 指纹缺点
  5. 结语

CSS 指纹,今天翻看大佬的文章偶然发现这样一个新词,接下来我们就一起看看到底是个什么东东。

什么是 CSS 指纹?

CSS 指纹是一种跟踪和收集用户信息的技术,这种方法主要是利用了 CSS 的一些特性来跟踪用户的浏览器和设备的各种特征,这些特征以后可以用来识别或跟踪用户

CSS 指纹如何生成

原理比较简单,主要就是通过无数的媒体查询来给页面返回一套适用的 CSS 样式代码,这套 CSS 代码中会有很多的背景图片,背景图片的地址是一个特定的 URL,这个 URL 上携带了一些我们需要收集的参数,比如:

@media screen and (width: 300px) {
    body {
        background: url(https://zero2one/collect/info/width=300);
    }
}

这个媒体查询代码只会在用户设备宽度为 300px 时生效,所以我们上报的地址也可以带上 width=300 的信息,其它信息也类似这种方案去实现,这里就不一一列举了

为了避免信息的重复上报,服务端在接收到该信息上报后,最好将 HTTP 的状态码返回 410(Gone),这样该请求就会缓存下来,之后重复的请求都不会走到服务端,而是走的缓存。最终的效果就类似这样:

HTTP 的状态码返回 410(Gone)

同样的,用户本地安装了哪些字体也可以追踪到,不过实现起来有些麻烦,我们可以列举几百甚至几千种字体样式代码,让页面去本地加载对应字体,若本地没有该字体则发起网络请求到我们的服务端,最后对比一下哪几个字体没上报,就说明用户本地有哪些字体了。

举个例子:

@font-face{
  font-family: abeezee;
  font-display: block;
  src: local(Abeezee),  /* 加载本地字体 Abeezee */
     url(/collect/info/font-name=Abeezee) /* 若加载失败,则上报信息 font-name=Abeezee */
}
@font-face{
  font-family: abel;
  font-display: block;
  src: local(Abel),   /* 加载本地字体 Abel */
      url(/some/url/font-name=Abel)  /* 若加载失败,则上报信息 font-name=Abel */
}
/* ...此处省略成百上千个类似字体样式代码 */

若最后我们服务端所有字体的信息上报都收到了,唯独没有收到 /collect/info/font-name=Abeezee 这条请求,说明该用户本地只安装了 Abeezee 这个字体。

再多举几个例子,判断用户当前是哪个浏览器:

@media screen and (-ms-high-contrast: active), (-ms-high-contrast: none){
  body {
    background: url(https://zero2one/collect/info/browser=IE10+)
  }
}

@media all and (min-width:0) {
  body {
    background: url(https://zero2one/collect/info/browser=IE9+)
  }
}

@-moz-document url-prefix() {
  body {
    background: url(https://zero2one/collect/info/browser=firefox)
  }
}

@media screen and (-webkit-min-device-pixel-ratio:0) {
 body {
    background: url(https://zero2one/collect/info/browser=chrome)
  }
}

更多的用户信息可以见媒体查询支持的功能:

媒体查询支持的功能

为何要有 CSS 指纹

因为大多数的用户隐私追踪都是依赖于 JavaScript 、Cookies 的,尤其是 Cookies,你在大多数的网站都能见到一个弹窗向你请求 Cookies 的访问权限,例如 stack overflow 网站一进去就会出弹框:

为何要有 CSS 指纹

但无论是 JavaScript 还是 Cookies,都很容易反追踪,比如禁用页面的 JS 脚本、连接 VPN 或者是使用了某些反追踪的浏览器插件等等,而 CSS 指纹就可以不受这些的限制而收集到用户相关数据。

CSS 指纹缺点

上述所说的方案有一个最大的缺点就是:CSS 文件会特别大,如果带上所有字体的请求,甚至浏览器并发的请求都会达到数百个,这一定是会影响用户体验的。

优化请求次数

要知道用户本地有哪些字体的代价比较高,或许可以通过本地有哪些字体来判断用户当前的操作系统,因为市面上大部分的操作系统自带的那些默认本地字体就只有那些,直接去请求这些字体就足够了。

我们现在每收集一条信息都要上报一次,如果不算字体请求上报,估计并发的上报请求也有几十条了,有一种思路就是请求合并,看看能否把所有要收集的参数拼接到一个 URL 上去,但目前为止仅在 CSS 里好像是不行的,因为 url() 是不能使用自定义 CSS 变量的,来看个例子:

::root {
  --request-url: 'https://zero2one/collect/info/width=300'
}

body {
  background: url(var(--request-url));   /* error */
}

这样用是不行的,为什么?大家都知道 url() 里的内容既可以加引号,也可以不加:

body {
  background: url(https://zero2one/collect/info/width=300);   /* right */
}

.root {
  background: url("https://zero2one/collect/info/width=300");   /* right */
}

这是历史遗留问题导致的,所以如果我们想在 url() 里使用自定义变量就会报错,CSS 在解析时会把 url() 中的所有内容当做 URL,而现在值中有非转义 ( 会导致一个分析的错误,所以整个声明被作为无效抛出,那么想用自定义变量该怎么使用呢?

::root {
  --request-url: url('https://zero2one/collect/info/width=300')
}

body {
  background: var(--request-url);   /* right */
}

这样就没有问题了!

好了言归正传,正是因为这样的问题,我们似乎没法对用户数据做一个拼接合并上报,所以 CSS Values and Units Module Level 4 提出了这样一个草案:

url 草案

简单来说的话,就是 url() 里面可以填入字符串 + 0 或多个修饰符,去看了一下修饰符的含义,似乎修饰符可以写 CSS 函数(类似calc()var()attr() …),这样不就满足我们的需求了吗?来模拟写一下:

::root {
  --screen-width: 'width=300';
  --screen-height: '&height=500';
}

body {
  background: url('https://zero2one/collect/info?' var(--screen-width) var(--screen-height));  
}

这样就模拟了我们 JS 中的字符串拼接~ 岂不是美哉,然后再加上其它媒体查询的变量修改,就实现了一次请求上报所有信息的需求。

::root {
  --screen-width: '';
  --screen-height: '';
}

@media screen and (width: 300px) {
  ::root {
    --screen-width: 'width=300';
  }
}

@media screen and (height: 500px) {
  ::root {
    --screen-height: '&height=500';
  }
}

body {
  background: url('https://zero2one/collect/info?' var(--screen-width) var(--screen-height));  
}

希望这个草案能顺利通过~ 这样 CSS 指纹的方案就又更加完善了!

结语

本文对于 CSS 指纹 的探讨就到这里了,如果有什么问题或者想法,可以在评论区留言,我们互相交流讨论!

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