Android设备指纹技术安全吗？如何保护隐私？-睿诚科技协会

什么是 Android 设备指纹技术？

需要明确一点：Android 设备指纹技术 通常指的是 Android 设备唯一标识符，而不是指手机上用于解锁的生物识别指纹传感器。

（图片来源网络，侵删）

生物识别指纹传感器：这是指你手指摸到的那个物理按键或区域，用于解锁手机、进行支付验证等,它是硬件层面的东西。
设备指纹：这是一个软件层面的概念，通过收集设备的软硬件信息，生成一个或一组能够唯一标识该设备的字符串，它主要用于广告追踪、反作弊、设备管理、用户分析等场景。

我们这里主要讨论的是设备指纹。

为什么需要设备指纹？

在移动设备上，用户可以非常轻易地重置设备、卸载应用、更换账号，导致传统的标识符（如 IMEI、Android ID）变得不可靠，设备指纹技术应运而生,旨在解决以下问题：

用户追踪与分析：广告商和开发者需要跨会话、跨应用地识别独立用户,以进行精准广告投放和用户行为分析。
反作弊与安全：在游戏、金融、社交等应用中，检测和防止设备刷量、恶意注册、账号共享等作弊行为。
设备管理：为企业或开发者提供一个稳定的设备标识，用于管理测试设备、分发应用、监控设备状态等。
数据关联：将用户在不同应用、不同时间段的行为数据关联起来,形成完整的用户画像。

Android 设备指纹的构成要素

设备指纹不是单一的一个 ID，而是由多个维度的信息组合而成的“指纹”,这些信息可以分为以下几类：

硬件信息

CPU 信息：CPU 架构（如 arm64-v8a）、型号、核心数等。
GPU 信息：图形处理器型号。
RAM 信息：总内存大小。
存储信息：内部存储总空间。
传感器列表：设备上有哪些传感器（如加速度计、陀螺仪、光线传感器、距离传感器等）。
蓝牙 MAC 地址：蓝牙硬件地址。
Wi-Fi MAC 地址：Wi-Fi 硬件地址。

系统软件信息

Android ID：一个 64 位的十六进制数，在设备首次启动时由系统生成。重要提示：在 Android 8.0 (Oreo) 之前，恢复出厂设置会改变 Android ID；在 Android 8.0 及以后，除非 GSF ID 改变，否则 Android ID 保持不变,它被认为是相对稳定的标识符。
制造商和品牌：如 samsung, google, xiaomi。
设备型号和产品名称：如 SM-G991B, Pixel 7。
系统版本：Android 版本号（如 12）。
系统语言和地区：如 en-US, zh-CN。
安装的应用列表：设备上已安装的应用包名，这个列表非常独特，但获取成本较高（需要 QUERY_ALL_PACKAGES 权限）。

网络与运行时信息

IP 地址：会随着网络环境（Wi-Fi/移动数据）的变化而变化，稳定性差,但可以作为辅助信息。
IMEI/MEID：国际移动设备身份码。这是极其敏感的个人信息，从 Android 10 (Q) 开始，普通应用已无法直接获取 READ_PHONE_STATE 权限下的非电话相关信息（包括 IMEI）,除非应用有特殊系统级权限。
ICCID：SIM 卡的唯一标识，同样属于敏感信息,获取受限。
运营商信息：如 China Unicom, Verizon。

Android 设备指纹的实现方案

开发者通常会组合上述信息，并使用哈希算法（如 MD5, SHA-1, SHA-256）生成一个最终的指纹字符串,以下是几种常见的实现方案：

（图片来源网络，侵删）

简单组合（基础版）

将几个关键信息拼接起来,然后进行哈希。

// 伪代码示例
String fingerprint = Build.BRAND + 
                     Build.MODEL + 
                     Build.DEVICE + 
                     Build.HARDWARE + 
                     Build.FINGERPRINT; // Build.FINGERPRINT 是一个综合了多种信息的字符串
String hashedFingerprint = MD5(fingerprint);

优点：实现简单。
缺点：稳定性差，任何一个信息变化都会导致指纹剧变；容易被模拟。

加权哈希（进阶版）

给不同的信息分配不同的权重，或者只使用最稳定、最核心的信息。

// 伪代码示例
String coreInfo = Build.BOARD + Build.BRAND + Build.DEVICE + Build.HARDWARE + Build.MODEL + Build.PRODUCT;
String hashedFingerprint = SHA256(coreInfo);

优点：比简单组合更稳定一些。
缺点：仍然容易被模拟，尤其是在模拟器或 Root 设备上。

使用专业 SDK（推荐）

为了获得更稳定、更难被伪造的指纹，开发者通常会使用第三方 SDK，如 Google Play Integrity API、Adjust、AppsFlyer、Kochava 等。

这些 SDK 的优势在于：

（图片来源网络，侵删）

信息维度更广：除了常规信息，还会收集设备运行时的微妙特征，如传感器响应时间、渲染性能、屏幕色彩等。
算法更复杂：使用机器学习模型和复杂的算法来生成和验证指纹，能有效识别模拟器、Root/越狱设备、虚拟机等。
动态更新：SDK 会持续更新其指纹库和算法,以应对新的作弊手段。
稳定性高：通过交叉验证和设备图谱技术，即使在某个信息发生变化时,也能保持对设备的准确识别。

隐私与安全挑战

设备指纹技术是一把双刃剑，带来了巨大的便利,也引发了严重的隐私和安全问题。

用户的隐私担忧

无感追踪：用户通常不知道自己正在被指纹追踪，且无法轻易清除或更改自己的“数字身份”。
数据滥用：收集到的指纹数据可能被用于构建用户画像，进行大数据杀熟,或泄露给第三方。
与个人身份关联：虽然指纹本身是匿名的，但当它与账号、手机号等真实身份信息关联后,就等同于跟踪了具体的人。

Google 的政策收紧

为了保护用户隐私，Google 一直在收紧对敏感信息的访问权限,这直接影响了传统设备指纹的生成方式。

Android 10 (API 29)：
- 限制了非前台应用访问 DEVICE_ID（IMEI）。
- 引入了 Scoped Storage,限制了应用对其他应用包名的直接访问。
Android 11 (API 30)：
- 引入了 PHONE_NUMBERS 权限,明确禁止应用获取电话号码。
- 进一步限制了 QUERY_ALL_PACKAGES 权限的应用,防止恶意扫描已安装应用。
Android 12 (API 31)：
- 对 MAC 地址进行随机化处理：在连接 Wi-Fi 或蓝牙时，系统会使用一个随机化的 MAC 地址，而不是硬件地址，这使得通过 MAC 地址追踪设备变得几乎不可能。
Android 13 (API 33)：
- 通知权限：要求应用请求权限才能发送通知。
- 媒体权限分组：将相机和麦克风权限分组,需要用户单独授权。

这些政策使得开发者越来越难以通过简单的方式获取稳定、唯一的设备标识。

伪造与反伪造的“猫鼠游戏”

伪造手段：
- 模拟器/虚拟机：模拟器在硬件信息上与真机有显著差异。
- Root/越狱设备：可以修改系统文件，伪造 Build 类中的所有信息。
- Xposed 框架：通过 Hook 系统 API,让应用读取到被篡改后的信息。
- 刷机：更换 ROM 会改变大量系统信息。
反伪造手段：
- 检测 Root/越狱：检查系统路径是否存在（如 /system/app/Superuser.apk）、检查 su 命令是否存在。
- 检测模拟器：检查模拟器特有的文件、目录或系统属性（如 ro.kernel.qemu）。
- 多维度交叉验证：结合硬件、软件、行为等多个维度的信息进行综合判断,提高伪造难度。

未来的趋势：Google Play Integrity API

面对隐私政策的收紧和追踪技术的挑战，Google 推出了 Play Integrity API，这被认为是未来 Android 设备身份验证的官方标准。

核心理念：不直接提供任何具体的设备标识符（如 ID 或哈希值），而是提供一个信任分数 和设备环境状态。
工作方式：
1. 应用向 Google Play 后端发起请求。
2. Google 服务器利用其海量的设备数据库和先进的分析模型,对当前设备进行综合评估。
3. 返回一个 JSON 响应，包含：
  - deviceIntegrity: 设备是否是 Google Play 认证的设备（真机）。
  - accountDetails: 账户是否已通过 Google Play 认证。
  - appRecaptchaDetails: 类似 reCAPTCHA 的挑战,用于检测自动化脚本。
  - credentials: 一个高熵的、设备绑定的令牌,可用于安全地验证用户身份。
优势：
- 隐私友好：不暴露任何具体的设备信息给开发者，所有判断都在 Google 服务器完成。
- 官方权威：基于 Google 的官方数据,准确性极高。
- 面向未来：Google 会持续更新其模型,以应对新的威胁。

传统的设备指纹技术正在被以 Play Integrity API 为代表的、更注重隐私和安全的新型身份验证体系所取代，对于需要高安全性设备验证的开发者（如游戏、金融 App）,这是首选方案。

特性	描述
定义	通过软硬件信息生成唯一标识，用于追踪、反作弊等，非生物识别。
构成	硬件、系统、网络、运行时等多维度信息的组合。
实现	从简单拼接哈希，到使用专业第三方 SDK，再到官方的 Play Integrity API。
挑战	用户隐私泄露、数据滥用、与 Google 隐私政策的冲突、设备伪造与反伪造的对抗。
未来	Google Play Integrity API 将成为主流，它提供信任分数而非具体 ID，在保护用户隐私的同时满足开发者的安全验证需求。

作为开发者，在考虑使用设备指纹技术时，必须权衡业务需求与用户隐私，并优先考虑采用符合 Google 最新政策（如 Play Integrity API）的方案，作为用户，我们也应提高隐私意识,了解应用可能存在的追踪行为。

Android设备指纹技术安全吗？如何保护隐私？

什么是 Android 设备指纹技术？

为什么需要设备指纹？

Android 设备指纹的构成要素