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前端小白指南:前端生成唯一设备标识的那些事儿

8 人参与  2024年11月22日 14:00  分类 : 《随便一记》  评论

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最近,我在使用javascript开发一个基于Chrome的插件,遇到了一个有意思的需求。插件需要生成一个授权码(code),但为了确保安全性,这个code必须与设备绑定,防止被不同的设备使用,限制一个code只能在一个设备上使用。这个需求带来了一个问题:我该如何在前端中获取当前设备的唯一标识呢?

解决方法

在对浏览器的限制做了进一步了解,因为涉及到用户隐私问题,因为MAC地址是一种物理地址,能够作为设备的唯一标识,如果被网站轻易获取,可能会导致用户隐私泄露和安全风险增加。所以现在浏览器不允许前端JavaScript直接获取设备的MAC地址或其它能够明确标识设备硬件的敏感信息。那么通过前端直接获取设备的唯一硬件标识符是不可能的。至此全剧终,不用往下看了?

哈哈哈,虽然不能直接获取到设备唯一信息,但是需求还要做,毕竟解决不了提需求的人啊。在这里整理了几种思路:

可以通过后端服务器记录IP地址、User-Agent等信息来间接识别用户

通过收集浏览器的各种配置和环境信息(如屏幕分辨率、字体、插件列表等),生成一个相对唯一的标识符

在用户首次安装插件时生成一个UUID并存储在Cookie或localStorage中,以此作为该设备的唯一标识。但需注意,用户清除浏览器数据时,此ID存在丢失的风险。

方法一:通过后端服务器记录IP地址、User-Agent等信息

先给大家分析一下这种方法的优缺点 :

优点
无需在客户端处理复杂逻辑,降低了前端插件的开发复杂性。不依赖客户端存储,即使用户清除浏览器数据,也可以识别用户。
缺点

这个方法并不能精确地区分内网中的每个设备,假设现在有10个设备位于同一内网,并通过相同的外网出口IP地址访问互联网时,仅凭后端服务器记录的IP地址无法区分这10个设备,因为它们对外显示的是同一个公网IP地址。

User-Agent,它是浏览器或客户端应用程序发送请求时携带的一个字符串头,包含有关浏览器类型、版本、操作系统等信息。虽然User-Agent可以提供关于用户使用的浏览器和系统的信息,但对于来自同一内网的不同设备,如果这是批量采购的设备,在设备、浏览器和操作系统没有其他差异,它们可能会是相同的User-Agent字符串。

另外就是我们的后台服务只是提供简单的授权码验证服务,增加这部分逻辑显得有些多余。


方法二:生成UUID

可以生成一个随机的 UUID,作为设备的唯一标识符,这个方法完全可以满足需求。

优点:
只要用户不清除浏览器数据,UUID可以长期保留,提供稳定的设备识别能力。生成UUID并存储在浏览器的localStorage或Cookie中,易于实现。
缺点:
如果用户清除浏览器数据,UUID会丢失,导致无法继续识别设备。相对于UUID存储在客户端,很容易被用户删除或篡改

示例代码:

// 生成UUIDfunction generateUUID() {  return 'xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx'.replace(/[xy]/g, function(c) {    var r = Math.random() * 16 | 0, v = c === 'x' ? r : (r & 0x3 | 0x8);    return v.toString(16);  });}

UUID的版本4使用随机数生成,重复的概率极低。然而,如果你担心在非常大的数据集中可能会有重复的情况发生,或者你想要确保在分布式系统中生成的UUID在时间上有一定的顺序,那么将UUID与时间戳结合起来。

// 时间戳可以提供一个大致的创建时间顺序// UUID可以确保在同一个时间戳内生成的标识符的唯一性function generateTimestampedUUID() {  // 获取当前时间的时间戳(毫秒)  const timestamp = Date.now();  // 生成UUID v4  const uuid = 'xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx'.replace(/[xy]/g, function(c) {    const r = Math.random() * 16 | 0, v = c === 'x' ? r : (r & 0x3 | 0x8);    return v.toString(16);  });  // 将时间戳和UUID拼接起来  return `${timestamp}-${uuid}`;}console.log(generateTimestampedUUID());

方法三:使用浏览器的信息生成唯一标识符

简单的来说就是,通过JavaScript获取多种客户端信息,这些信息可以用来生成一个相对唯一的标识符,这也是我们常说的“浏览器指纹”。

优点:
较高的唯一性:通过综合多种浏览器和系统信息生成的指纹具有较高的唯一性。隐蔽性:用户通常不会意识到浏览器指纹的存在,所以不会伪造一些虚假信息。
缺点:
信息变化影响识别:浏览器指纹对用户的设置和环境敏感,用户修改设置后指纹可能会改变。隐私和法律问题:生成和使用浏览器指纹可能涉及隐私问题,需遵守相关法律法规。万一被抓了就不值得了

那么我们能获取到客户端哪些信息呢?

1、屏幕和显示信息

// 屏幕尺寸:屏幕的宽度和高度。const screenSize = `${screen.width}x${screen.height}`;// 可视区域尺寸:浏览器窗口的宽度和高度。const viewportSize = `${window.innerWidth}x${window.innerHeight}`;// 颜色深度:屏幕颜色深度。const colorDepth = screen.colorDepth;

2、浏览器和操作系统信息

// User-Agent:包含浏览器、操作系统及其版本信息。const userAgent = navigator.userAgent;// 平台:浏览器运行的系统平台。const platform = navigator.platform;// 语言:浏览器的语言设置。const language = navigator.language;

3、浏览器设置和插件信息

// 插件列表:浏览器中安装的插件列表const plugins = Array.from(navigator.plugins).map(plugin => plugin.name).join(',');// Do Not Track:用户是否启用了“请勿跟踪”设置const doNotTrack = navigator.doNotTrack;

4、时间和时区信息

// 时区:用户的时区信息const timeZone = Intl.DateTimeFormat().resolvedOptions().timeZone;// 时区偏移:与UTC的时区偏移,以分钟为单位。const timeZoneOffset = new Date().getTimezoneOffset();

5、字体信息

// 检测用户系统中可用的字体const fontList = [  'Arial', 'Verdana', 'Times New Roman', 'Courier New', 'Georgia', 'Comic Sans MS', 'Trebuchet MS', 'Arial Black', 'Impact'];const availableFonts = [];const canvas = document.createElement('canvas');const context = canvas.getContext('2d');const text = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789';fontList.forEach((font) => {  context.font = `16px ${font}`;  const width = context.measureText(text).width;  context.font = `16px monospace`;  if (context.measureText(text).width !== width) {      availableFonts.push(font);  }});const fonts = availableFonts.join(',');

6、硬件信息

// CPU线程数:设备的逻辑处理器数量。const hardwareConcurrency = navigator.hardwareConcurrency;// 设备内存:设备内存信息,单位为GB。const deviceMemory = navigator.deviceMemory;

7、浏览器特性

// WebGL渲染器:WebGL渲染器信息function getWebGLRenderer() {  const canvas = document.createElement('canvas');  const gl = canvas.getContext('webgl') || canvas.getContext('experimental-webgl');  if (gl) {      const debugInfo = gl.getExtension('WEBGL_debug_renderer_info');      if (debugInfo) {          return gl.getParameter(debugInfo.UNMASKED_RENDERER_WEBGL);      }  }  return null;}const webGLRenderer = getWebGLRenderer();// Canvas指纹:利用Canvas API绘制图像并获取其数据function getCanvasFingerprint() {  const canvas = document.createElement('canvas');  const context = canvas.getContext('2d');  context.textBaseline = 'top';  context.font = '14px Arial';  context.textBaseline = 'alphabetic';  context.fillStyle = '#f60';  context.fillRect(125, 1, 62, 20);  context.fillStyle = '#069';  context.fillText('Hello, world!', 2, 15);  context.fillStyle = 'rgba(102, 204, 0, 0.7)';  context.fillText('Hello, world!', 4, 17);  return canvas.toDataURL();}const canvasFingerprint = getCanvasFingerprint();

8、其它特性

// 设备是否支持触控const touchSupport = 'ontouchstart' in window || navigator.maxTouchPoints > 0;

综合示例代码

最后做一个综合代码示例,将上述信息组合成一个指纹字符串并进行哈希处理,以生成一个唯一标识符:

function generateUUID() {    return 'xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx'.replace(/[xy]/g, function(c) {        var r = Math.random() * 16 | 0, v = c == 'x' ? r : (r & 0x3 | 0x8);        return v.toString(16);    });}function hashString(str) {    let hash = 0;    for (let i = 0; i < str.length; i++) {        const char = str.charCodeAt(i);        hash = ((hash << 5) - hash) + char;        hash |= 0; // Convert to 32bit integer    }    return hash.toString(16);}function getScreenSize() {    return `${screen.width}x${screen.height}`;}function getViewportSize() {    return `${window.innerWidth}x${window.innerHeight}`;}function getFonts() {    const fontList = [        'Arial', 'Verdana', 'Times New Roman', 'Courier New', 'Georgia', 'Comic Sans MS', 'Trebuchet MS', 'Arial Black', 'Impact'    ];    const availableFonts = [];    const canvas = document.createElement('canvas');    const context = canvas.getContext('2d');    const text = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789';    fontList.forEach((font) => {        context.font = `16px ${font}`;        const width = context.measureText(text).width;        context.font = `16px monospace`;        if (context.measureText(text).width !== width) {            availableFonts.push(font);        }    });    return availableFonts.join(',');}function getWebGLRenderer() {    const canvas = document.createElement('canvas');    const gl = canvas.getContext('webgl') || canvas.getContext('experimental-webgl');    if (gl) {        const debugInfo = gl.getExtension('WEBGL_debug_renderer_info');        if (debugInfo) {            return gl.getParameter(debugInfo.UNMASKED_RENDERER_WEBGL);        }    }    return null;}function getCanvasFingerprint() {    const canvas = document.createElement('canvas');    const context = canvas.getContext('2d');    context.textBaseline = 'top';    context.font = '14px Arial';    context.textBaseline = 'alphabetic';    context.fillStyle = '#f60';    context.fillRect(125, 1, 62, 20);    context.fillStyle = '#069';    context.fillText('Hello, world!', 2, 15);    context.fillStyle = 'rgba(102, 204, 0, 0.7)';    context.fillText('Hello, world!', 4, 17);    return canvas.toDataURL();}function generateFingerprint() {    const screenSize = getScreenSize();    const viewportSize = getViewportSize();    const colorDepth = screen.colorDepth;    const userAgent = navigator.userAgent;    const platform = navigator.platform;    const language = navigator.language;    const plugins = Array.from(navigator.plugins).map(plugin => plugin.name).join(',');    const doNotTrack = navigator.doNotTrack;    const timeZone = Intl.DateTimeFormat().resolvedOptions().timeZone;    const timeZoneOffset = new Date().getTimezoneOffset();    const fonts = getFonts();    const hardwareConcurrency = navigator.hardwareConcurrency;    const deviceMemory = navigator.deviceMemory;    const webGLRenderer = getWebGLRenderer();    const canvasFingerprint = getCanvasFingerprint();    const touchSupport = 'ontouchstart' in window || navigator.maxTouchPoints > 0;    const fingerprint = [        screenSize, viewportSize, colorDepth, userAgent, platform, language,        plugins, doNotTrack, timeZone, timeZoneOffset, fonts, hardwareConcurrency,        deviceMemory, webGLRenderer, canvasFingerprint, touchSupport    ].join('|');    return hashString(fingerprint);}const fingerprint = generateFingerprint();const deviceUUID = generateUUID();console.log('Fingerprint:', fingerprint);console.log('Device UUID:', deviceUUID);

三种方式的适用场景

使用后端服务器记录IP地址和User-Agent
简单的用户追踪:适用于需要记录访问日志或统计用户活动的简单应用。没有严格的设备绑定要求:适用于不需要严格绑定设备的情况,如某些统计和分析用途。
生成UUID并存储在Cookie或localStorage中
长期设备识别:适用于需要在长时间内稳定识别同一设备的场景,如个性化设置保存、长期会话管理等。用户行为追踪:适用于需要追踪用户行为和偏好的应用,如个性化推荐、广告投放等。
生成相对唯一的浏览器指纹
增强的安全性:适用于需要更高安全性和防欺骗能力的场景,如防止账号共享、在线考试等。无用户登录的情况下识别设备:适用于不需要用户登录即可识别和区分不同设备的应用。

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