Canvas, WebGL und Audio: So entstehen Browser-Fingerprints

Warum wir diese drei Signale betrachten

Ein Fingerprint kann Anfrage-Header, Bildschirmmasse, Sprache, Zeitzone, Browserfunktionen und viele weitere Beobachtungen enthalten. Was ein Skript erfassen kann, hängt von Berechtigungen, Einstellungen und Schutzfunktionen des Browsers ab. Wie nützlich ein Merkmal ist, hängt auch von der Vergleichsgruppe ab. Eine feste Zahl von Signalen oder Bits pro Merkmal würde eine Genauigkeit vortäuschen, die sich nicht belegen lässt.

Canvas und WebGL können ausgewählte Inhalte zeichnen; ein Offline-Audiokontext kann ein vorgegebenes Audiosignal verarbeiten, ohne es abzuspielen. Ein Skript kann die Ausgabe vergleichen oder hashen. Schriftendarstellung, Browser-Implementierung, Grafiksoftware, Softwareversionen und Hardware können das Resultat beeinflussen. Dieselbe Maschine kann nach einem Update oder mit anderen Einstellungen andere Werte liefern, während verschiedene Maschinen gleiche Werte liefern können. Die W3C-Leitlinien zum Fingerprinting erläutern die Grenzen solcher Signale.

Untersuchungen zeigen, dass Grafik- und Audiosignale helfen können, Browser zu unterscheiden. Ihr Informationsgehalt schwankt aber mit Stichprobe, Browser-Version und Abwehr. Die drei Signale hängen zudem zusammen; ihre Informationswerte lassen sich nicht einfach addieren. Der Forschungsüberblick des Tor Project beschreibt diese Techniken und erklärt, warum es keinen perfekten Schutz gegen Fingerprinting gibt. Ein Testwert gilt nur für seine Methode und Besucher, nicht als allgemeine Wiedererkennungswahrscheinlichkeit.

Canvas-Fingerprinting im Detail

Ein Skript kann Formen und Text in ein nicht sichtbares <canvas> zeichnen, die Pixel auslesen oder toDataURL() aufrufen und das Ergebnis vergleichen oder hashen. Die Seite muss das Bild nicht anzeigen. Schriften, Rendering des Browsers, Grafikeinstellungen und Abwehrfunktionen können die Ausgabe beeinflussen. Der Hash ist eine kompakte Vergleichsform, keine vom Gerät vergebene Kennung.

Dieselbe Zeichnung kann unter unveränderten Bedingungen dieselben Pixel erzeugen. Ihre Beständigkeit ist aber über Browser-Versionen, private Modi, Updates oder Websites hinweg nicht garantiert. Eine veränderte Ausgabe kann einen einfachen Abgleich verhindern; dieselbe Ausgabe können viele Besucher teilen. Deshalb kombinieren Fingerprinting-Systeme Canvas möglicherweise mit weiteren Beobachtungen, statt sich auf einen Hash zu verlassen.

Ein vereinfachtes Beispiel für das Auslesen:

const c = document.createElement("canvas");
const ctx = c.getContext("2d");
ctx.textBaseline = "alphabetic";
ctx.font = "14px 'Arial'";
ctx.fillStyle = "#069";
ctx.fillText("Cwm fjordbank glyphs vext quiz, ", 2, 15);
ctx.fillStyle = "rgba(102,204,0,0.7)";
ctx.fillText("Cwm fjordbank glyphs vext quiz, ", 4, 17);
const png = c.toDataURL();
// Eine Website kann png vergleichen oder hashen. Es ist keine universelle ID.

Dieses Beispiel zeigt eine API, nicht die Implementierung eines bestimmten Anbieters. Browser können den Nutzen solcher Auslesevorgänge verringern: Brave dokumentiert Farbling pro Website und Session für ausgewählte Canvas- und Audioausgaben; WebKit beschreibt Rauschen im privaten Modus. Browser-Einstellungen und Drittanbieter-Blocker können ein Skript ebenfalls stoppen. Eine eigene Schutzkonfiguration kann selbst beobachtbares Verhalten erzeugen. Teste deshalb genau die Konfiguration und Websites, die du nutzt.

WebGL-Fingerprinting im Detail

WebGL lässt eine Website über den Browser Grafikoperationen anfordern; es gewährt keinen unbeschränkten GPU-Zugriff. Wenn die Erweiterung WEBGL_debug_renderer_info verfügbar ist, kann sie Hersteller- und Renderer-Strings offenlegen. Eine Implementierung könnte etwa einen ANGLE-Renderer mit GPU-Modell melden. Laut MDN-Dokumentation können Datenschutzeinstellungen diese Erweiterung einschränken. Detailgrad und Aussagekraft des Strings hängen von Browser und Gerät ab.

Auch ohne diese Erweiterung kann ein Skript eine bestimmte Szene zeichnen und mit readPixels() Pixel auslesen. Shader-Verhalten, Genauigkeit, Grafiksoftware und Hardware können das Bild beeinflussen. Das Ergebnis lässt sich hashen; Browser-Abwehr kann das Auslesen aber verändern oder blockieren. Zudem können verschiedene Geräte dieselbe Ausgabe erzeugen. Renderer-String und Pixelbild sind getrennte Signale, kein Beweis für eine einzigartige GPU oder Person.

Einschränkungen für Renderer-Details oder das Auslesen von Pixeln können die Preisgabe verringern, ohne WebGL ganz zu entfernen. WebGL abzuschalten ist ein stärkerer Eingriff, der Websites mit 3D-Grafik und anderen beschleunigten Funktionen beeinträchtigen kann. Firefox bietet die Einstellung webgl.disabled; sein Fingerprinting-Schutz deaktiviert die Debug-Renderer-Erweiterung. Brave hat zudem neuere Schutzfunktionen für GPU- und Renderer-Daten dokumentiert. Prüfe Verfügbarkeit und genaues Verhalten in der verwendeten Browser-Version und Schutzstufe.

AudioContext-Fingerprinting im Detail

Ein Skript kann einen OfflineAudioContext erstellen, ein vorgegebenes Signal durch ein Audionetzwerk verarbeiten und den erzeugten Sample-Puffer untersuchen. Das Netzwerk kann einen Oszillator und Kompressor enthalten. Die Offline-Verarbeitung schreibt einen Puffer, statt Ton an die Lautsprecher zu schicken. Für den Vergleich der Website zählen die Sample-Werte, nicht das, was jemand hört. Mehr dazu steht in der Dokumentation zu OfflineAudioContext.

Implementierungen und Einstellungen können bei demselben Audionetzwerk verschiedene Samples erzeugen. Ein Skript kann ausgewählte Werte vergleichen oder den Puffer hashen. Unterschiede sind aber nicht garantiert, und identische Werte können auf verschiedenen Systemen vorkommen. Browser-Schutzfunktionen können die Ausgabe ebenfalls verändern. Das Ergebnis ist ein mögliches Signal, keine dauerhafte Hardware-Seriennummer.

Audiodaten können einen Vergleich ergänzen, haben aber keinen universellen Informationswert in Bits. Ihre Ausgabe kann mit Browser- oder Plattformmerkmalen zusammenhängen, die schon über Canvas und WebGL sichtbar sind. Es gibt Abwehrfunktionen: Brave dokumentiert Farbling für Web-Audio, und WebKit beschreibt Rauschen im privaten Modus. Gleiche Audio- und Canvas-Ergebnisse können eine Vermutung in einer bestimmten Vergleichsgruppe stützen. Sie beweisen nicht, dass zwei Besuche von derselben Person stammen.

Die drei im Vergleich

Jede API kann andere Informationen offenlegen. Was eine Website lesen kann und wie beständig die Werte sind, hängt vom Browser und seinen Einstellungen ab.

Eine Schutzfunktion kann sichtbare Werte verändern, und eine ungewöhnliche Kombination kann manchmal auffallen. Ob das geschieht, hängt von der Besuchergruppe und den übrigen Browsersignalen ab. Mehrere Messungen desselben Software-Stacks sind keine unabhängigen Beweise. Deshalb wäre es falsch, geschätzte Entropiewerte einfach zu addieren. Beurteile die gesamte Konfiguration anhand aller preisgegebenen Signale und der Websites, die damit funktionieren müssen.

Wie Tor Browser mit diesen APIs umgeht

Tor Browser will Nutzer schwerer unterscheidbar machen. Seine Schutzfunktionen hängen von Version, Plattform und Sicherheitsstufe ab. Er hat unter anderem Rückfragen beim Auslesen von Canvas und WebGL-Einschränkungen eingesetzt. Älteres Verhalten gilt nicht automatisch für jede heutige Installation. Der Überblick des Tor Project erklärt das Konzept und warnt ausdrücklich davor, eine perfekt einheitliche Fingerprint-Ausgabe anzunehmen.

Auch der Audioschutz hat sich verändert. Ältere Versionen von Tor Browser deaktivierten Web-Audio wegen des Fingerprinting-Risikos; mit Tor Browser 14 wurden die Web-Audio-APIs wieder aktiviert. Aus dieser Versionsnotiz lässt sich nicht ableiten, dass der aktuelle Browser eine einzigartige Audiosignatur preisgibt. Dafür müsste ein Test die genaue Version, das Betriebssystem, die Sicherheitsstufe und den Audiovorgang angeben.

Die Sicherheitsstufen von Tor steuern ausserdem, welche Seitenfunktionen laufen dürfen. Auf der höchsten Stufe ist JavaScript standardmässig deaktiviert. Ein gewöhnliches Canvas-, WebGL- oder Audio-Skript der Seite läuft dann möglicherweise gar nicht. Solche Einschränkungen können Websites beeinträchtigen. Prüfe die aktuellen Hinweise zu den Sicherheitsstufen und teste die genaue Konfiguration, statt eine pauschale Aussage über eine einzelne API zu übernehmen.

Was verfügbare Schutzmassnahmen ändern

Diese Ausgaben spiegeln neben Hardware auch Software und Einstellungen wider. Jede Schutzmassnahme setzt an einer anderen Stelle an; keine garantiert für sich allein Anonymität.

FAQ

Was das für dich bedeutet

Canvas, WebGL und Web-Audio können Informationen liefern, die auch ohne Cookies erhoben werden. Ihre Ausgaben hängen von Browser-Software, Einstellungen, Schriften, Treibern und Hardware ab. Wie gut sie Besuche verknüpfen, unterscheidet sich je nach Vergleichsgruppe und verändert sich mit neuen Browser-Abwehrfunktionen. Private Fenster, Browser-Schutz, Skript-Blocker und Netzwerkwerkzeuge sprechen verschiedene Risiken an.

Nutze einen aktuellen Browser mit seinen dokumentierten Datenschutzeinstellungen. Wenn für eine Aufgabe wichtig ist, dass Seitencode nicht auf deinem Gerät läuft, verändert ein entfernter Browser diese Grenze. Er bringt aber eigene Fragen zu Profil, Netzwerk und Dienst mit sich. Vergleiche genau die Konfiguration, die du einsetzen willst, einschliesslich Sicherheitsstufe und gespeicherten Daten. Ein veränderter Hash beweist nicht, dass Besuche unverknüpfbar sind; ein gleicher Hash beweist nicht, dass dieselbe Person dahintersteht.