通过Favicon实现网站用户指纹识别技术详解

背景知识

Favicon基础

Favicon（网站图标）是现代浏览器提供的一种用户体验增强功能：

• 尺寸通常为16×16或32×32像素
• 显示在地址栏和书签列表中的页面名称旁边
• 通过HTML中的<link>标签引入：

  <link rel="icon" href="/favicon.ico" type="image/x-icon">
  

Favicon缓存机制

浏览器对Favicon的处理有以下特点：

1. F-Cache：浏览器将favicon缓存在一个单独的本地数据库中
   • 缓存项包含：访问的URL（子域、域、路由、URL参数）、favicon ID和生存时间(TTL)
2. 加载流程：
   • 浏览器首先检查本地F-Cache中是否有活动网站URL的条目
   • 如果存在，从缓存加载图标
   • 如果不存在或已过期，向服务器发送GET请求获取favicon

威胁模型

指纹识别原理

利用Favicon实现用户追踪的技术原理：

1. 状态检测：Web服务器可以判断浏览器是否已加载favicon
2. 请求模式：
   • 如果favicon不在F-Cache中，浏览器会发出请求
   • 如果已存在，则不会发送请求
3. 唯一标识生成：
   • 通过组合不同URL路径的favicon请求状态（已请求/未请求）
   • 为客户端分配唯一的模式（标识号）
4. 重新识别：
   • 当网站重新加载时，服务器根据客户端发送的favicon请求缺失情况重建标识号

技术特点

这种追踪技术具有以下显著特征：

• 持久性：几乎永久存储，难以清除
• 抗干扰性：
  • 在匿名模式下仍可工作
  • 不受以下操作影响：
    • 刷新缓存
    • 关闭/重启浏览器
    • 系统重启
    • 使用VPN
    • 安装广告拦截器
• 跨浏览器支持：包括移动端浏览器在内的多种浏览器都受影响

工具实现

Supercookie工具

Supercookie是一种利用favicon实现用户追踪的具体实现：

环境准备

Docker方式运行：

1. 克隆项目：

   git clone https://github.com/jonasstrehle/supercookie
   

2. 修改配置文件supercookie/server/.env：

   HOST_MAIN=yourdomain.com #或 localhost:10080
   PORT_MAIN=10080
   HOST_DEMO=demo.yourdomain.com #或 localhost:10081
   PORT_DEMO=10081
   

3. 启动容器：

   cd supercookie/server
   docker-compose up
   

本地Node.js方式运行：

1. 克隆项目：

   git clone https://github.com/jonasstrehle/supercookie
   

2. 修改配置文件supercookie/server/.env：

   HOST_MAIN=localhost:10080
   PORT_MAIN=10080
   HOST_DEMO=localhost:10081
   PORT_DEMO=10081
   

3. 启动服务：

   cd supercookie/server
   node main.js
   

防御措施

虽然原文未提及防御方法，但基于技术原理可考虑：

1. 浏览器设置：

   • 禁用favicon加载
   • 统一对所有网站请求favicon（破坏状态检测）

2. 浏览器扩展：

   • 开发专门拦截favicon追踪的扩展
   • 使用隐私保护扩展如Privacy Badger

3. 服务器端：

   • 设置长期有效的favicon缓存策略
   • 避免使用多变的favicon资源

4. 协议层面：

   • 推动浏览器修改favicon缓存机制
   • 引入新的隐私保护标准

相关资源

1. 项目地址：Supercookie GitHub
2. 研究论文：Solomos et al. NDSS 2021

这篇文档详细介绍了利用favicon实现用户指纹识别的技术原理、实现方法和相关背景知识，关键点完整且无冗余信息。如需进一步了解具体实现细节，可参考提供的GitHub项目和学术论文。