旨在对抗指纹追踪的扩展程序如何令指纹追踪变得更容易了 - iYouPort
旨在对抗指纹追踪的扩展程序如何令指纹追踪变得更容易了
- 本文探讨了现有的隐私保护扩展程序的缺陷
【注】本文的作者是安全研究人士 Wladimir Palant，它探讨了现有的隐私保护扩展程序的缺陷。这是个重要的问题。如果您想到了更好的解决方案，欢迎联系我们。
您的浏览器中是否安装了隐私保护扩展程序？有很多这类扩展程序，每个安全厂商都在推广自己的产品。通常情况下，这些东西会提供一个名为 “反指纹追踪” 或 “指纹追踪保护” 的功能，理论上它应该使您在网络上的身份可识别性降低。而您不会注意到的是：这个功能几乎都是有缺陷的，有可能反而让指纹追踪变得更容易了。
我见过很多扩展错误地声称了这个功能，但我却很少去写报告。要充分解释这个问题有点费劲。另一方面，很明显，对于大多数厂商来说， 隐私保护只是他们可以放在功能列表上的一个噱头。质量并不重要，因为没有用户能够判断他们的解决方案是否真的有效 。在可用资源极少的情况下，我的问题报告不太可能引起有意义的行动。
这就是为什么我决定在一篇博文中解释这些问题，下一次我遇到浏览器扩展程序遭受所有相同的缺陷时，我可以把这篇文章的链接发给他们。也许有些厂商就会解决这些问题。或者，更好的是，一开始就不犯这些错误。
指纹追踪的工作原理
当您浏览网页时，您不仅仅是在与您所访问的网站互动，还在与众多第三方互动。其中许多人对在不同网站上可靠地识别您有巨大的兴趣，例如广告商希望 “个性化” 给您的广告。传统的方法是在您的浏览器中存储一个cookie，其中包含您的唯一标识符。然而，现代浏览器有一个非常值得推荐的设置，即 在浏览会话结束时清除cookie。还有一种私密浏览模式，在这种模式下，不会永久地存储任何Cookie。预计很快会对第三方cookie实施进一步的技术限制，欧盟的数据保护规则也使存储cookie变得复杂，至少可以说是如此。
所以 Cookie 越来越不靠谱了。指纹追踪应该是解决这个问题，通过识别个人用户，而不在用户端存储任何数据。它的想法是查看浏览器无论如何都会提供的有关用户系统的数据，例如显示分辨率。数据是什么并不重要，重要的是：
- 足够稳定，最好几个月不变
- 特征性强，一小部分人所独有的
请注意，没有任何数据点需要单独确定一个人。如果每一个数据点都指的是不同的人群，那么只要有足够多的数据点，所有这些人群的交叉点将永远是一个人。
反指纹追踪应该如何操作？
反指纹追踪的目标是减少可用于指纹识别的数据的数量和质量。例如，CSS曾经允许识别用户以前访问过的网站 — — 这是一个设计上的缺陷，可以用于指纹识别等。虽然花了不少时间和精力，但最终浏览器们还是找到了一个不会破坏网页的修复方法。如今，这个数据点已经不再对网站开放。
其他数据点依然存在，但已经被大大化解。例如，浏览器为网站提供了一个用户代理字符串，使这些网站知道例如他们正在处理的是哪个浏览器品牌和版本。用户安装的应用程序用自己的标识符来扩展这个用户代理字符串。最终，浏览器供应商认识到这可能被滥用于指纹识别，并决定删除任何第三方添加的信息。这里原来的许多其他信息也被删除了，所以今天任何用户代理字符串通常是一大群人的共同信息。
攻击错了目标
浏览器厂商已经在反指纹追踪方面投入了大量的工作。不过，他们通常只限于不会破坏现有网站的措施。而像显示分辨率(不像窗口大小)这样的东西并没有被太多的网站所考虑，但这些显然已经足够了，浏览器仍然会给他们提供用户的显示分辨率和可用空间(通常显示分辨率不包括任务栏)。
而隐私保护扩展则没有表现出那么多的关注。所以他们一般会做这样的事：
screen.width = 1280;
screen.height = 1024;网站现在将看到每个人都是相同的显示分辨率对吗？好吧，除非网站这样做：
delete screen.width;
delete screen.height;突然间 screen.width 和 screen.height 恢复到了原来的值。指纹追踪现在可以使用两个数据点而不是一个数据点：不仅仅是真实的显示器分辨率，还有假的。即使那个假的显示器分辨率极其普通，也会让指纹追踪稍微精确一些。
这是魔术吗？不是，只是 JavaScript 原型的工作原理。这些属性并不是定义在屏幕对象本身，而是对象原型的一部分。所以那个隐私扩展为原型的属性添加了一个重写。删除了重写后，原来的属性又变得可见了。
那么这样的做法正确吗？
Object.defineProperty(Screen.prototype, "width", {value: 1280});
Object.defineProperty(Screen.prototype, "height", {value: 1024});好多了。网站不再能轻易地检索到原始值。但是，它可以通过调用 Object.getOwnPropertyDescriptor(Screen.prototype, “width”) 来检测该值是否被操纵。通常情况下，生成的属性描述符会包含一个getter，然而这个属性描述符有一个静态值。而事实上，一个隐私扩展程序在捣鼓这些值，又是一个可用的数据点。
让我们在不改变属性描述符的情况下尝试一下：
Object.defineProperty(Screen.prototype, "width", {get: () => 1280});
Object.defineProperty(Screen.prototype, "height", {get: () => 1024});差不多了。但是现在网站可以调用 Object.getOwnPropertyDescriptor(Screen.prototype, “width”).get.toString() 来查看我们getter的源码。同样是一个数据点，可以用来做指纹识别。源码需要隐藏：
Object.defineProperty(Screen.prototype, "width", {get: (() => 1280).bind(null)});
Object.defineProperty(Screen.prototype, "height", {get: (() => 1024).bind(null)});这个 bind() 调用确保 getter 看起来像一个本地函数。这正是我们所需要的。
Firefox 允许内容脚本调用 exportFunction()，这是一个更好的方法。尤其是，它不需要在网页上下文中注入任何代码。不幸的是，这个功能在基于 Chromium 的浏览器中是不可用的。
捕捉所有这些讨厌的框架
这里有一个复杂的问题：一个网站不仅仅有一个JavaScript执行上下文，它的每个框架都有一个。所以您必须确保您的内容脚本能在所有这些框架中运行。所以浏览器扩展通常会在其 manifest 中指定 “all_frames”: true。这是对的。但是，网站就会做这样的事：
var frame = document.createElement("iframe");
document.body.appendChild(frame);
console.log(screen.width, frame.contentWindow.screen.width);为什么这个新创建的框架还在报告原来的显示宽度？我们又回到了原点：网站又有了两个数据点，而不是一个。
这里的问题是：如果没有设置框架位置，默认是加载特殊页面 about:blank。当Chrome开发者最初创建他们的扩展API时，他们没有给扩展提供任何方法来运行这里的内容脚本。幸运的是，现在这个漏洞已经被堵上了，但扩展清单也必须设置为 “match_about_blank”: true
时机问题
由于浏览器扩展中的防指纹追踪功能具有相当大的侵入性，容易破坏网站。所以让用户在特定的网站上禁用这个功能是很重要的。这就是为什么您会经常在扩展内容脚本中看到这样的代码：
chrome.runtime.sendMessage("AmIEnabled", function(enabled)
{
if (enabled)
init();
});因此，这个内容脚本不是立即初始化所有的防指纹措施，而是先等待扩展的后台页面告诉它是否真的应该做什么。这给了网站必要的时间来存储所有相关的值，在它被更改之前。网站甚至可以稍后再来检查被更改后的值 — — 再次强调，两个数据点比一个好。
这是Chrome浏览器扩展架构的一个重要局限性，很遗憾，这也是当今所有浏览器所共有的。可以在任何网页脚本运行之前运行一个内容脚本 (“run_at”: “document_start”)。然而这将只是一个静态脚本，不知道任何扩展状态。而且请求扩展状态需要时间。
这可能最终会通过动态内容脚本支持得到解决，这是十年前就提出的要求。然而与此同时，似乎唯一可行的解决方案是立即初始化反指纹追踪。如果扩展后来说 “不，你被禁用了” — — 好吧，那么内容脚本就只能撤销所有的操作了。但这种方法可以确保在普通情况下（功能已启用的情况下）网站不会看到相同数据的两个变体。
伪造的艺术
比方说，所有的技术问题都解决了。安装假值的机制完美无缺。这还是有一个问题：如何选择 “合适” 的假值？
随机选择一个值呢？我的显示分辨率是1661×3351，指纹识别并不依赖于有意义的数据，它需要的是稳定且足够独特的数据。而这个显示分辨率无疑是极其独特的。现在人们可以想出方案来定期改变这个数值，但事实是：让用户脱颖而出并不是正确的方式。
您更希望的是找到一个最大的群体，然后加入其中。我的显示分辨率是1920×1080 — — 就是常见的全高清，没啥好看的。想知道我的可用显示空间吗？我的Windows任务栏在底部，和大家一样。不，我也没有调整它的大小。我只是普通人。
这种方法唯一的麻烦是：必须定期重新评估数值。20年前，1024×768是最常见的显示分辨率，也是防指纹追踪的好选择。而今天，如果有人宣称自己的屏幕尺寸是这样的，肯定会引人注目。同样，在网站日志中，声称使用Firefox 48的访问者也会很突出：几年前，它可能是一个常见的浏览器版本，但今天通常是仅仅假装成网站访问者的机器人。⚪️
How anti-fingerprinting extensions tend to make fingerprinting easier
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