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很久沒有寫博客了，主要是最近換了個地打工，開始對一些反自動化的工作開始進行研究；這是一篇學習筆記，歡迎交流~

背景與網站介紹

Bot Challenge是專門的web bot檢測的網站：https://bot.incolumitas.com/#botChallenge

該網站對用戶行為的檢測手段很完整，值得學習；

image

用戶行為數據

總體收集的event

this.recordedEvents = ["mousemove", "mousedown", "mouseup", "dblclick", "contextmenu", "scroll", "resize", "keydown", "keyup", "touchstart", "touchmove", "touchcancel", "touchend", "load", "DOMContentLoaded", "visibilitychange", "pagehide", "beforeunload", "unload"],

this.newRecordedEvents = ["copy", "paste", "deviceorientation", "devicemotion"]

this.onlyWindowEvent = ["scroll", "keydown", "keyup", "resize", "copy", "paste", "deviceorientation", "devicemotion", "visibilitychange", "load", "DOMContentLoaded", "pagehide", "beforeunload", "unload"],

this.recordNewEvents && (this.recordedEvents = this.recordedEvents.concat(this.newRecordedEvents))

具體行為收集可以分為以下幾類，主要分析下收集的具體數據和觸發收集的事件

鼠標動作(MouseEvent)

getMetaKeysBitstring: function(e) {
    var t = "";
    return t += !0 === e.ctrlKey ? "1" : "0",
    t += !0 === e.shiftKey ? "1" : "0",
    t += !0 === e.altKey ? "1" : "0",
    t += !0 === e.metaKey ? "1" : "0"
}
getMouseFrame: function(e, t) {
    return [t, e.clientX, e.clientY, e.screenX, e.screenY, e.button, this.getMetaKeysBitstring(e)]
},
mousemoveListener: function(e, t) {
    return e.getMouseFrame(t, "m")
},
mousedownListener: function(e, t) {
    return e.getMouseFrame(t, "md")
},
mouseupListener: function(e, t) {
    return e.getMouseFrame(t, "mu")
},
dblclickListener: function(e, t) {
    return e.getMouseFrame(t, "dc")
},
contextmenuListener: function(e, t) {
    return e.getMouseFrame(t, "cm")
},

數據（列表形式，都是以事件名簡寫打頭，后面是收集的具體數據，下同）：

clientX：double（原為long）；鼠標在事件觸發時的應用瀏覽器內的水平坐標
clientY：double（原為long）；鼠標在事件觸發時的應用瀏覽器內的垂直坐標
screenX：double（原為long）；鼠標在事件觸發時全局（屏幕）中的水平坐標
screenY：double（原為long）；鼠標在事件觸發時全局（屏幕）中的垂直坐標
button: number；代表事件觸發時按下的鼠標按鍵：
- 0：主按鍵，通常指鼠標左鍵或默認值（譯者注：如document.getElementById('a').click()這樣觸發就會是默認值）
1：輔助按鍵，通常指鼠標滾輪中鍵
2：次按鍵，通常指鼠標右鍵
3：第四個按鈕，通常指瀏覽器后退按鈕
4：第五個按鈕，通常指瀏覽器的前進按鈕
MetaKey：String；收集觸發事件時對應按鍵是否被按下；'0'與'1'組成的字符串

事件：

mousemove：鼠標移動
mousedown：鼠標按鈕按下時觸發
mouseup：鼠標按鈕松開時觸發
dblclick：鼠標雙擊時觸發
contextmenu：打開上下文菜單時觸發，例如在頁面右鍵打開菜單

鍵盤動作(KeyboardEvent)

getKeyFrame: function(e, t) {
    return [t, e.code, e.key, e.location, e.repeat, this.getMetaKeysBitstring(e)]
},
keydownListener: function(e, t) {
    return e.getKeyFrame(t, "kd")
},
keyupListener: function(e, t) {
    return e.getKeyFrame(t, "ku")
},

數據：

code：String；鍵盤上的物理鍵（與按鍵生成的字符相對）。換句話說，此屬性返回一個值，該值不會被鍵盤布局或修飾鍵的狀態改變。如QWERTY布局鍵盤上的“q”鍵返回的code是“KeyQ”
key: String；返回用戶按下的真實邏輯輸入。它還與 shiftKey 等調節性按鍵的狀態和鍵盤的區域 / 和布局有關。
location: unsigned long，表示按鍵在鍵盤或其他設備上的位置, 主要針對ctrl/shift等鍵盤上有多個的按鍵，以及數字/enter等按鍵：
- 0: 表示不區分或者無法區分
- 1: 來自左邊的ctrl/shift/alt...
- 2: 來自右邊的按鍵
- 3: 來自數字小鍵盤的按鍵
- 其他值已廢棄
repeat: Bool；如果按鍵被一直按住，返回值為true
Metakey: 與鼠標事件一樣

事件：

keydown：鍵盤按下觸發
keyup：鍵盤松開觸發

觸摸動作(TouchEvent)

getTouchFrame: function(e, t) {
    for (var n = [], i = 0; i < e.touches.length; i++) {
        var a = e.touches[i]
          , o = [this.round2(a.clientX), this.round2(a.clientY), this.round2(a.screenX), this.round2(a.screenY), a.identifier];
        this.mobileExperimental && (o = o.concat([this.round2(a.radiusX), this.round2(a.radiusY), a.rotationAngle, a.force])),
        n.push(o)
    }
    return [t, n, this.getMetaKeysBitstring(e)]
},
touchstartListener: function(e, t) {
    return e.getTouchFrame(t, "ts")
},
touchmoveListener: function(e, t) {
    return e.getTouchFrame(t, "tm")
},
touchcancelListener: function(e, t) {
    return e.getTouchFrame(t, "tc")
},
touchendListener: function(e, t) {
    return e.getTouchFrame(t, "te")
},

數據：

touches: List；是一個touchList，一個觸摸平面上所有觸點的列表。例如，如果一個用戶用三根手指接觸屏幕（或者觸控板），與之對應的 TouchList 會包含每根手指的 [Touch](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Touch) 對象，總共三個
- touch.clientX/Touch.clientY/Touch.screenX/Touch.screenY：double (之前為long)；同鼠標事件同名屬性
- touch.identifier：long；返回一個可以唯一地識別和觸摸平面接觸的點的值. 這個值在這根手指（或觸摸筆等）所引發的所有事件中保持一致, 直到它離開觸摸平面；主要是touchmove中

底下的事件將是Experimental功能：

touch.radiusX：float；手指與屏幕接觸面的橢圓水平軸半徑
touch.radiusY：float；手指與屏幕接觸面的橢圓垂直軸半徑
touch.rotationAngle: float；返回以度為單位的旋轉角. 由radiusX 和 radiusY 描述的正方向的橢圓，通過順時針旋轉這個角度后，能最精確地覆蓋住用戶和觸摸平面的接觸面的角度. 這個值可能從0到90
touch.force：float；手指擠壓觸摸平面的壓力大小, 從0.0(沒有壓力)到1.0(最大壓力)

事件：

touchstart: 當用戶在觸摸平面上放置了一個觸點時觸發
touchmove: 當用戶在觸摸平面上移動觸點時觸發; 當觸點的半徑、旋轉角度以及壓力大小發生變化時，也將觸發此事件
touchcancel: 當觸點由于某些原因被中斷時觸發。有幾種可能的原因如下（具體的原因根據不同的設備和瀏覽器有所不同）：
- 由于某個事件出現而取消了觸摸：例如觸摸過程被彈窗打斷。
觸點離開了文檔窗口，而進入了瀏覽器的界面元素、插件或者其他外部內容區域。
當用戶產生的觸點個數超過了設備支持的個數，從而導致 [TouchList](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/TouchList) 中最早的 [Touch] 對象被取消。
touchend: 當一個觸點被用戶從觸摸平面上移除（即用戶的一個手指或手寫筆離開觸摸平面）時觸發。當觸點移出觸摸平面的邊界時也將觸發。例如用戶將手指劃出屏幕邊緣

元素移動相關

scrollListener: function(e, t) {
    return ["s", e.round2(document.scrollingElement.scrollLeft), e.round2(document.scrollingElement.scrollTop)]
}
resizeListener: function(e, t) {
    return ["r", window.innerWidth, window.innerHeight]
},

ScrollEvent：文檔視圖或者一個元素在滾動時，會觸發; 主要是收集滾動條數據
- scrollingElement.scrollLeft：integer(有比例縮放的系統可能為float)；滾動條到最左邊的距離
- scrollingElement.scrollTop：integer(有比例縮放的系統可能為float)；滾動條到最頂端的距離
resizeEvent：調整視窗大小時觸發該事件
- window.innerWidth：integer；返回以像素為單位的窗口的內部寬度。如果垂直滾動條存在，則這個屬性將包括它的寬度。
- window.innerHeight：integer；返回以像素為單位的窗口的內部高度度。如果有水平滾動條，也包括滾動條高度。

頁面相關事件

主要是頁面加載，tab切換等：

loadListener: function(e, t) {
    return ["lo"]
},
DOMContentLoadedListener: function(e, t) {
    return ["dcl"]
},
visibilitychangeListener: function(e, t) {
    return ["vc", document.visibilityState]
},
pagehideListener: function(e, t) {
    return ["ph", t.persisted]
},
beforeunloadListener: function(e, t) {
    return ["bu"]
},
unloadListener: function(e, t) {
    return ["ul"]
},

load：當整個頁面及所有依賴資源如樣式表和圖片都已完成加載時，將觸發
DOMContentLoaded：當純HTML被完全加載以及解析時，事件會被觸發，而不必等待樣式表，圖片或者子框架完成加載
visibilitychange：當其選項卡的內容變得可見或被隱藏時，會在文檔上觸發
- document.visibilityState：String；返回document的可見性, 即當前可見元素的上下文環境. 由此可以知道當前文檔(即為頁面)是在背后, 或是不可見的隱藏的標簽頁，或者(正在)預渲染.可用的值如下：
  - 'visible' : 此時頁面內容至少是部分可見. 即此頁面在前景標簽頁中，并且窗口沒有最小化.
'hidden' : 此時頁面對用戶不可見. 即文檔處于背景標簽頁或者窗口處于最小化狀態，或者操作系統正處于 '鎖屏狀態' .
'prerender' : 頁面此時正在渲染中, 因此是不可見的 (considered hidden for purposes of document.hidden). 文檔只能從此狀態開始，永遠不能從其他值變為此狀態.注意: 瀏覽器支持是可選的.
pagehide：當瀏覽器在隱藏當前頁面時, 頁面隱藏事件會被發送到一個window 。例如，當用戶單擊瀏覽器的“后退”按鈕時，當前頁面在顯示上一頁之前會收到一個頁面隱藏事件。
- persisted：代表一個頁面是否從緩存中加載的，可以判斷隱藏頁面是否已緩存以進行可能的重用時執行特殊處理
beforeunload：window、document 和它們的資源即將卸載時觸發，例如可以彈窗確定是否關閉選項卡
unload：window、document 和它們的資源正在卸載時觸發

用戶操作相關

Copy & paste

copyListener: function(e, t) {
    var n = document.getSelection()
      , i = ["co"];
    return n && i.push(Math.abs(n.anchorOffset, n.focusOffset)),
    i
},

pasteListener: function(e, t) {
    return ["pa", (t.clipboardData || window.clipboardData).getData("text").length]
},

getSelection：返回一個選中對象
- selection.anchorOffset: integer；返回選中元素在DOM節點中起始位置（按下鼠標）偏移
- selection.focusOffset：integer；返回選中元素在DOM節點中終止位置（松開鼠標）偏移

例子:

<text>abcdefg<text>

若選中該text元素內的"bcd"，則anchorOffset = 1，focusOffset = 3

clipboardData. getData("text").length: integer；粘貼板上字符串長度
Deviceorientation: 設備（指手機，平板等移動設備）在瀏覽頁面時物理旋轉的信息；注意safari未實現

deviceorientationListener: function(e, t) {
    if (!(Math.abs(e.rotateDegrees - t.alpha) < 2 || Math.abs(e.leftToRight - t.gamma) < 1 || Math.abs(e.frontToBack - t.beta) < 1)) {
        e.rotateDegrees = t.alpha,
        e.frontToBack = t.beta,
        e.leftToRight = t.gamma;
        t = t.absolute;
        return null !== e.rotateDegrees && null !== e.frontToBack && null !== e.leftToRight ? ["do", e.round2(e.rotateDegrees), e.round2(e.frontToBack), e.round2(e.leftToRight), t] : void 0
    }
},

收集邏輯以1度為精度，若誤差小于一度則不記錄

alpha：double；一個表示設備繞z軸旋轉的角度（范圍在0-360之間）的數字
beta：double：一個表示設備繞x軸旋轉（范圍在－180到180之間）的數字，從前到后的方向為正方向
gamma：double；一個表示設備繞y軸旋轉（范圍在－90到90之間）的數字，從左向右為正方向。
absolute：boolean；表示該設備是否提供絕對定位數據 (這個數據是關于地球的坐標系) 或者使用了由設備決定的專門的坐標系.
devicemotion：關于設備在瀏覽頁面時的位置和方向的改變速度的信息；同樣Safari不支持

devicemotionListener: function(e, t) {
    var n = e.round2(t.acceleration.x)
      , i = e.round2(t.acceleration.y)
      , e = e.round2(t.acceleration.z)
      , t = (t.rotationRate,
    t.interval);
    if (null !== n && null !== i && null !== e && (1 < Math.abs(n) || 1 < Math.abs(i) || 1 < Math.abs(e)))
        return ["dm", n, i, e, t]
}

acceleration.x/acceleration.y/acceleration.z: double；x, y, z方向上的加速度信息
rotationRate.alpha/rotationRate.beta/rotationRate.gamma: double；三個方向上旋轉的加速度信息
Interval: integer；返回從底層硬件獲取數據的時間間隔（單位：毫秒）。可以使用它來確定運動事件的粒度

其他公共信息

getTimestamp: function() {
    return "performance"in window && "now"in window.performance ? this.round(performance.now(), 3) : (new Date).getTime() - 1e3 * this.startedAt
},

getPassiveSupported: function() {
    let t = !1;
    try {
        var e = {
            get passive() {
                return !(t = !0)
            }
        };
        window.addEventListener("test", null, e),
        window.removeEventListener("test", null, e)
    } catch (e) {
        t = !1
    }
    return t
},

Timestamp：觸發時間戳，可以看到此處優先使用window.performance.now()函數
PassiveSupported：用于檢查addEventlistener時是否支持使用passive模式：設置為true時，可以優化收集滾屏事件的性能，可查看https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/EventTarget/addEventListener#%E4%BD%BF%E7%94%A8_passive_%E6%94%B9%E5%96%84%E7%9A%84%E6%BB%9A%E5%B1%8F%E6%80%A7%E8%83%BD
event.isTrusted：boolean；當事件是由用戶行為生成的時候，這個屬性的值為 true ，而當事件是由腳本創建、修改、通過 [EventTarget.dispatchEvent()](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/EventTarget/dispatchEvent) 派發的時候，這個屬性的值為 false 。

收集

開始recording：

Record接口提供開始行為記錄收集

getFrameHandler: function(n, i) {
    return function(e) {
        var t = i(n, e)
          , e = 1 == e.isTrusted ? 1 : 0
          , t = t.concat([e, n.getTimestamp()]);
        n.frames.push(t),
        n.pdFlag && n.frames.length >= n.push_after && (e = new Event("musPushData"),
        window.dispatchEvent(e),
        n.pdFlag = !1),
        n.onFrame && n.onFrame instanceof Function && n.onFrame(t)
    }
},
record: function() {
    if (!this.recording) {
        0 == this.startedAt && (this.startedAt = (new Date).getTime() / 1e3),
        document.scrollingElement && this.frames.push(["s", this.round2(document.scrollingElement.scrollLeft), this.round2(document.scrollingElement.scrollTop), this.getTimestamp()]);
        for (var e = 0; e < this.recordedEvents.length; e++) {
            var t = this.recordedEvents[e]
              , n = "scroll" === t
              , i = null
              , i = this.onlyWindowEvent.includes(t) && this.listenNode !== window ? window : this.listenNode;
            "visibilitychange" === t && (i = document);
            var a = this.passiveSupported ? {
                passive: !0,
                capture: n
            } : n
              , n = this.getFrameHandler(this, this[t + "Listener"]);
            this.eventListenerParams[t] = [i, t, n, a],
            i.addEventListener(t, n, a)
        }
        this.recording = !0
    }
},

本段代碼主要用來逐一注冊事件的listener(Line27-29):

記錄開始時間 (Line 15)
當開始記錄時會首先記錄一次當前滾動條的位置(Line 16)
addEventListener的capture設置為true是用來阻止事件向上冒泡的，只有對scroll阻止冒泡：例如針對一個iframe開啟了scroll listener，該事件不會觸發window側scroll listener(Line19)
onlyWindowEvent主要記錄只有window擁有的事件，由于該腳本支持設置監聽DOM中某個node的event，所以此時若監聽node非window則應該去對應監聽window下的事件，即運行到29行時，i == window(Line 21)
優先使用passive模式進行監聽(Line 23)
使用了**eventListenerParams**列表來保存了所有監聽的事件，用于后續stop，該條值得學習
Line 4 - 5，每次收集都包含的公共信息
可以設置push_after來控制收集多少條信息后觸發上報，所有收集的信息沒有分類，全部放在frame列表中；觸發上報的本質是通過dispatchEvent觸發一個事件，該事件的處理函數將發起上報，后面將講述具體觸發上報的時機 (Line 7)
recording設置為1，表示開始數據收集

Stop

stop: function() {
    for (var e in this.finishedAt = (new Date).getTime() / 1e3,
    this.eventListenerParams) {
        var t = this.eventListenerParams[e];
        t[0].removeEventListener(t[1], t[2], t[3])
    }
    this.recording = !1
},

記錄下停止的時間后，將record時記錄的事件全部remove掉，recording置為0表示當前未收集數據

上報觸發時機

以下事件觸發時，將發起數據上報；其中"musPushData"事件即為上文描述的主動控制收集多少條數據后進行上報

document.addEventListener("visibilitychange", function(e) {
    "hidden" === document.visibilityState && (t = !0,
    i("vc"))
}),
window.addEventListener("pagehide", function(e) {
    !1 === t && (t = !0,
    i("ph"))
}),
window.addEventListener("beforeunload", function(e) {
    !1 === t && (t = !0,
    i("bu"))
}),
window.addEventListener("unload", function(e) {
    !1 === t && (t = !0,
    i("un"))
}),
window.addEventListener("musPushData", function(e) {
    i("pd"),
    mus.pdFlag = !0
})

DeviceData收集

該腳本同樣會收集當前瀏覽器的信息，此處只列出部分值得學習的部分

Sayswho

用于識別當前瀏覽器及其版本；通常會注冊在navigator中，非標準接口；參考代碼：

navigator.sayswho= (function(){
    var ua= navigator.userAgent, tem, 
    M= ua.match(/(opera|chrome|safari|firefox|msie|trident(?=\/))\/?\s*(\d+)/i) || [];
    if(/trident/i.test(M[1])){
        tem=  /\brv[ :]+(\d+)/g.exec(ua) || [];
        return 'IE '+(tem[1] || '');
    }
    if(M[1]=== 'Chrome'){
        tem= ua.match(/\b(OPR|Edge)\/(\d+)/);
        if(tem!= null) return tem.slice(1).join(' ').replace('OPR', 'Opera');
    }
    M= M[2]? [M[1], M[2]]: [navigator.appName, navigator.appVersion, '-?'];
    if((tem= ua.match(/version\/(\d+)/i))!= null) M.splice(1, 1, tem[1]);
    return M.join(' ');
})();

console.log(navigator.sayswho);

我們可以用此條快速解決UA解析版本的問題

String.prototype.toSource異常檢測

主流瀏覽器都會發生異常，除非是特別低版本的瀏覽器，可以快速定位低版本瀏覽器，參考代碼：

getErrorFF: function() {
    try {
        throw "a"
    } catch (e) {
        try {
            return e.toSource(),
            !0
        } catch (e) {
            return !1
        }
    }
},

Audio/Video解碼能力測試

利用canPlayType接口，若大概率可以播放，則返回"probably"，若確定無能力則返回空字符串; 不同的主流瀏覽器及版本會有比較顯著的特性，低版本瀏覽器將全部為空

audioCodecs: function() {
    var e = document.createElement("audio")
      , t = {}
      , n = {
        ogg: 'audio/ogg; codecs="vorbis"',
        mp3: "audio/mpeg;",
        wav: 'audio/wav; codecs="1"',
        m4a: "audio/x-m4a;",
        aac: "audio/aac;"
    };
    if (e.canPlayType)
        for (var i in n)
            t[i] = e.canPlayType(n[i]);
    return t
},
videoCodecs: function() {
    var e = document.createElement("video")
      , t = {}
      , n = {
        ogg: 'video/ogg; codecs="theora"',
        h264: 'video/mp4; codecs="avc1.42E01E"',
        webm: 'video/webm; codecs="vp8, vorbis"',
        mpeg4v: 'video/mp4; codecs="mp4v.20.8, mp4a.40.2"',
        mpeg4a: 'video/mp4; codecs="mp4v.20.240, mp4a.40.2"',
        theora: 'video/x-matroska; codecs="theora, vorbis"'
    };
    if (e.canPlayType)
        for (var i in n)
            t[i] = e.canPlayType(n[i]);
    return t
},

window.eval hook檢測

不同瀏覽器長度會有所不同，firefox為37，chrome類的為33，同時eval中會包含'native code'關鍵字

u.deviceData.emptyEvalLength = eval.toString().length

網絡相關檢測

僅chrome支持，獲取網絡環境信息

navigator && navigator.connection && (r = navigator.connection,
u.deviceData.connection = {
    effectiveType: r.effectiveType,
    rtt: r.rtt,
    downlink: r.downlink
})

webAssembly能力檢測

本條是在查閱資料過程中發現了還有類似功能的一個開源項目friendly challenge：GitHub - FriendlyCaptcha/friendly-challenge: The widget and docs for the proof of work challenge use，其中發現的一個檢測點；關于該項目一些相關點后續可以再總結

檢測方法其實比較簡單，使用一串可以被編譯的字串，使用webAssembly.compile進行編譯，嘗試捕獲異常，若捕獲則檢測失敗：

const A = WebAssembly.compile(function(A) {
    const C = A.length;
    let t = 3 * C >>> 2;
    A.charCodeAt(C - 1) === I && t--, A.charCodeAt(C - 2) === I && t--;
    const B = new Uint8Array(t);
    for (let I = 0, t = 0; I < C; I += 4) {
        const C = g[A.charCodeAt(I + 0)],
            Q = g[A.charCodeAt(I + 1)],
            e = g[A.charCodeAt(I + 2)],
            r = g[A.charCodeAt(I + 3)];
        B[t++] = C << 2 | Q >> 4, B[t++] = (15 & Q) << 4 | e >> 2, B[t++] = (3 & e) << 6 | 63 & r
    }
    return B
}("一個base64編碼的可編譯webAssembly源碼"))

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背景與網站介紹

用戶行為數據

總體收集的event

鼠標動作(MouseEvent)

鍵盤動作(KeyboardEvent)

觸摸動作(TouchEvent)

元素移動相關

頁面相關事件

用戶操作相關

其他公共信息

收集

開始recording：

Stop

上報觸發時機

DeviceData收集

Sayswho

String.prototype.toSource異常檢測

Audio/Video解碼能力測試

window.eval hook檢測

網絡相關檢測

webAssembly能力檢測

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鼠標動作(MouseEvent)

鍵盤動作(KeyboardEvent)

觸摸動作(TouchEvent)

元素移動相關

頁面相關事件

用戶操作相關

其他公共信息

收集

開始recording：

Stop

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Audio/Video解碼能力測試

window.eval hook檢測

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webAssembly能力檢測

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