基于Linux 操作系統的自主瀏覽器關鍵技術探析

賈靖儀

（長治職業技術學院，山西長治 046000）

目前，我國自主瀏覽器的市場占有率較低，很多軟件開發廠商推出的瀏覽器產品只是對現有的IE、Firefox等進行修改，產品的兼容性存在很大問題。針對這一問題，開發人員要研發自主可控的瀏覽器，讓基于Linux操作系統的瀏覽器能夠穩定、安全地運行，實現用戶訪問系統的平滑過渡。目前，國產瀏覽器存在諸多問題，如開發技術落后、沒有自主內核、過度商業化等，這些問題阻礙了我國自主瀏覽器的發展。本文從市場上常見的瀏覽器入手，對瀏覽器的市場份額進行分析，并對自主瀏覽器存在的問題進行總結，找出未來自主瀏覽器的發展方向，最后提出基于Linux操作系統自主瀏覽器關鍵技術的具體方案，希望對未來自主瀏覽器的設計與開發起到積極作用[1]。

一、自主瀏覽器的市場現狀

（一）瀏覽器市場分析

目前，市場上常見的瀏覽器有：IE、Firefox、QQ瀏覽器、Safari、Opera、Google Chrome、百度瀏覽器、搜狗瀏覽器、獵豹瀏覽器、360瀏覽器、UC瀏覽器、傲游瀏覽器、世界之窗瀏覽器等。用戶使用量最多的瀏覽器有五款，分別是IE、Firefox、Google Chrome、Safari、Opera。市面上同樣也有許多雙核瀏覽器。雙核，也就是有著兩個瀏覽器內核，但這并不意味著一個網頁由兩個內核渲染得出[2]。例如，一個核是正在用的內核，而另一個是作為備用。為了讓用戶能夠享受新技術帶來的瀏覽體驗，瀏覽器廠商發明了“雙核”這一瀏覽器模式，其中具有代表性的是搜狗瀏覽器、傲游瀏覽器、獵豹瀏覽器、QQ瀏覽器等。

（二）自主瀏覽器存在的問題

國產自主瀏覽器市場占有率低的原因有兩個。第一，受到資金和技術條件限制，自主瀏覽器的開發難度較大，導致用戶在使用過程中會遇到崩潰、卡頓等問題。第二，國內廠商對瀏覽器過度商業化，影響了用戶體驗。

從技術層面來說，目前，主流的瀏覽器都采用套殼Chrome的Chromium內核版本，并沒有自主內核。內核是瀏覽器中最有技術含量的一環，它的核心作用是將網頁內容正確地排版呈現在用戶眼前。全球最主流的瀏覽器內核分別有Webkit、Trident以及Gecko。其中，Webkit是蘋果公司的內核，被Safari瀏覽器使用，Chrome瀏覽器最初用的也是這一內核，之后又基于該內核推出了Blink內核。Trident是微軟在Mosaic代碼的基礎之上修改而來的內核，用于IE瀏覽器。當前，Trident已經加大了對現代瀏覽器技術的支持，推出了用在Edge瀏覽器上的EdgeHTML內核。Gecko的代碼則完全公開，主要是Firefox瀏覽器在使用[3]。

瀏覽器內核的開發周期長、技術門檻高、耗時耗力耗錢。正因為如此，一直以來，國產瀏覽器都沒能實現內核方面的自主，從而使得自主瀏覽器發展緩慢。不僅如此，國產瀏覽器在沒有自己核心算法加持的基礎上，又進一步對流量和用戶進行過度商業化。用戶在使用過程中被強制推送一些廣告內容，這必然降低了用戶的使用體驗。隨著移動互聯網的發展和智能手機生態的不斷完善，整個互聯網的競爭已經從網站、產品和服務進入到平臺之間、生態之間的競爭。

瀏覽器作為一個全面的平臺，包含了搜索、內分發、資訊內容和掃描等各項功能，因此，瀏覽器背后的競爭也可以看作互聯網公司之間的競爭。這樣的競爭下，國產瀏覽器開始把關注的重點放在“如何成為默認瀏覽器”上。在利益的驅使下，國產瀏覽器的各種“流氓行為”也開始層出不窮，桌面彈窗、首頁廣告、添加開機啟動、修改默認瀏覽器、篡改瀏覽器主頁、捆綁全家桶，這些行為應有盡有，讓用戶十分反感。

不僅如此，許多廠商紛紛把瀏覽器當成流量入口。為了把域內流量整合進瀏覽器中，許多廠商將瀏覽器做成信息聚合平臺，例如，國產某瀏覽器里面植入了太多不屬于瀏覽器本身的東西，像小說、新聞資訊、游戲等。360瀏覽器、QQ瀏覽器亦是如此。這些瀏覽器背后的廠商都想通過瀏覽器留存自家域內的流量，從而獲取經濟價值。這背離了瀏覽器發展的初心，最終導致用戶體驗下降[4]。

國產瀏覽器并沒有提供友好的第三方開放平臺，不像Chrome瀏覽器一樣，與其他提供功能性插件的廠商進行合作，擁有豐富的插件系統。目前，很多用戶對瀏覽器的選擇十分挑剔，比如許多用戶之所以選擇Chrome瀏覽器，是因為它包括Flash廣告屏蔽、網頁截屏、圖片采集、視頻下載等功能。這些功能統統集中在Chrome瀏覽器里，用戶并不需要安裝第三方exe程序，使用起來十分方便。相比之下，國產瀏覽器在這一點上存在不足。很多國產的自主瀏覽器一味地讓用戶來消化自家的產品與生態，塞上合作網站的信息與內容，大量推送不相關的廣告內容和新聞資訊，不與提供第三方功能性插件的平臺進行合作。這導致用戶體驗感很差，轉而選擇其他瀏覽器，最后用戶逐漸流失，市場份額下降。

（三）自主瀏覽器在未來的發展方向

國產瀏覽器要想重新獲得市場，技術和商業模式是重心所在。事實上，谷歌、蘋果之類的瀏覽器之所以被用戶認可，主要在于他們的技術與設計。谷歌、蘋果之類的瀏覽器在功能性、美觀性、交互性等方面的設計做得非常好，用戶在使用瀏覽器時，生理和心理都會得到滿足。

在未來，國產瀏覽器需要學習其他廠商的優秀經驗，不能單純依靠瀏覽器本身實現商業目的，而要通過用戶使用過程中所產生的行為數據，并基于這些行為數據對相關的廣告與應用進行精準投放。例如，某位用戶在使用瀏覽器的過程中產生了一系列數據，瀏覽器可以通過大數據技術對用戶行為進行分析，了解用戶的潛在需求，從而對用戶進行精準化的廣告投放。當然，這種精準的投放并不是基于瀏覽器本身，而是由瀏覽器所衍生出來的一系列應用程序、郵箱、其他依附的網站等實現的。瀏覽器廠商要通過相關的衍生平臺對用戶進行精準的廣告投放。利用這種廣告投放方式，一方面，廠商可以通過技術手段提前對用戶的行為和潛在需求進行分析，增強客戶投放廣告的有效性和精準性；另一方面，又降低了用戶的排斥感，用戶通過這些投放的廣告了解相關信息。因此，國內廠商對瀏覽器的定位應是把瀏覽器當作收集用戶行為大數據的一個入口或渠道，而不是將其變成獲取商業價值的核心。國產瀏覽器真正的核心應該是基于瀏覽器所獲取的用戶行為大數據，通過這些大數據進行變現，從而獲取經濟效益[5]。

我國擁有龐大的用戶群體，這個數量級提煉出來的創新是足以影響瀏覽器技術標準的。國產瀏覽器應該在行業標準上奪取更多的話語權。國產瀏覽器廠商要加大對技術的研發投入，以用戶需求為導向，以安全為核心，開發出符合國內用戶習慣的瀏覽器，服務于用戶，甚至服務于將來的國產操作系統，這樣才能促進網絡技術的創新與進步。

二、基于Linux 操作系統開發自主瀏覽器的關鍵技術分析

（一）雙核瀏覽器的設計思路

目前，全球最主要的瀏覽器內核分別是Webkit、Trident以及Gecko。其中，Webkit是蘋果公司的瀏覽器內核，被Safari瀏覽器所使用。Trident是微軟在Mosaic代碼的基礎之上修改而來的內核，用于IE瀏覽器。當前，Trident已經增加了對現代瀏覽器技術的支持，推出了用在Edge瀏覽器上的EdgeHTML內核。Gecko的代碼則完全公開，主要是Firefox瀏覽器在使用。Linux內核下的瀏覽器并不支持IE瀏覽器內核，我們需要對其進行擴展，從而使其能夠支撐IE瀏覽器內核的使用。本文提出研制支撐Gecko和IE（Trident）這兩種內核的雙核瀏覽器，該瀏覽器能夠兼容IE瀏覽器的內核，同時還能兼容ActiveX控件。雙核瀏覽器的系統采用Linux系統上比較經典的Firefox作為基礎開發平臺，根據Firefox所提供的比較好的通用功能，讓其能夠支持Gecko內核。因此，對Trident引擎進行兼容是我們關注的重點。

1.Trident 內核引擎實現路線分析

實現Tirdent內核引擎的方法主要有兩種，一是通過虛擬化技術在Linux系統中虛擬出Windows的運行環境，這需要在Linux下安裝虛擬容器，如KVM和VMware。當瀏覽器廠商在虛擬機上安裝Windows系統后，用戶在進行業務訪問時，業務系統就會通過虛擬機登錄到Windows系統中進行操作，或者與IE瀏覽器進行交互。這種實現方法比較簡單，技術要求不高，但是缺點是要提前安裝Windows系統，要占用很多系統空間，其安全性也難以得到保障。在虛擬機中的Windows系統安全性較低，容易被攻擊。因此，這種方式無法真正研發出雙核瀏覽器。二是通過對Windows的IE瀏覽器進行Linux系統的重構，但是Trident并不開源，其無法實現在Linux操作系統下的重構，也無法實現真正基于Linux內核的雙核瀏覽器的研發[6]。

2.雙核瀏覽器架構設計

我們對Trident內核引擎的實現路線進行了分析，發現雙核瀏覽器的架構設計需要采用Firefox作為主要引擎，通過采用IEtab+IEs4linux+Cabextract實現Trident引擎解決方案的架構。數據流回路如下：（1）用戶通過Linux操作系統下的Firefox瀏覽器瀏覽支撐IE瀏覽器的網站。（2）Firefox通過調用IEtab插件，把用戶在瀏覽器使用過程中所產生的請求發送到Ies4linux。（3）IEs4linux將用戶所提出的請求傳遞到瀏覽器底層的Cabextract。（4）Cabextract調動IE內核，對cab文件進行解析等操作，并讓IE啟動進程，用以執行用戶在網站上進行的業務訪問操作。（5）將最終操作的結果通過逐層傳遞上傳到Firefox瀏覽器上。

整體架構涉及幾個軟件，這些軟件分別是Firefox、IEtab、IEs4linux、Cabextact，這幾個軟件需要進行集體封裝。為了使用戶在使用瀏覽器的過程中有更好的體驗，我們需要對這些開源組件進行分別部署，從而實現組件的高層集成。

完整的瀏覽器系統分為兩部分，一是新瀏覽器，它繼承了IEtab插件，將IEtab插件作為其擴展功能；二是該IE內核虛化系統直接將集成IEs4linux、Cabextract和已經安裝好的IE作為底層虛擬化系統，使Linux的消息與新架構的雙核瀏覽器進行交互。

（二）雙核瀏覽器的安全防護措施

1.沙箱防護措施

沙箱防護的安全防護措施是目前比較常用的瀏覽器安全防護措施之一，這種防護措施能夠讓雙核瀏覽器在用戶瀏覽過程中，多標簽之間互相隔離，每一個標簽獨立運行，避免出現多標簽情況下單一標簽崩潰導致的瀏覽器崩潰或系統崩潰的情況，提高了瀏覽器的可靠性。此外，瀏覽器的雙核分別運行在具備基本運行環境的容器中，相對形成了封閉的沙箱。這種沙箱是通過容器和虛擬化技術搭建而成的，如果有外部惡意攻擊或有病毒感染，瀏覽器可以通過虛擬化技術或者容器的備份技術對數據進行還原，從而對惡意攻擊和病毒感染進行源頭防護。例如，瀏覽器所采用的Trident內核有多個版本，每個版本之間的安全漏洞積累不同，如果瀏覽器采用常規的安全防護手段，就需要與微軟公司溝通解決，開發者需要投入的資金和精力相對較高。因此，沙箱防護的技術能夠從源頭進行安全防護，降低了安全成本，提升了瀏覽器的安全性和防護能力。

2.瀏覽器自身的安全保護措施

雙核瀏覽器的安全防護相較于其他瀏覽器有相同之處，也有不同之處。雙核瀏覽器通過服務端對安全的黑白名單進行管理，做好來訪用戶的安全訪問控制，提高安全性。瀏覽器本身的虛擬化技術能夠虛擬運行環境，一旦瀏覽器的運行環境被破壞，我們還可以對數據進行備份，以恢復運行環境。這種方式與沙箱的機制比較類似。此外，SWT的Browser控件能夠對病毒和惡意網站進行篩查與過濾。在用戶訪問網站的過程中，Browser控件會提前對網頁內容進行審查，如果網站具有安全隱患，控件會對用戶進行告知，并詢問用戶是否要繼續訪問該網站，從而提高瀏覽器的安全性。

三、結束語

我國擁有龐大的用戶群體，自主研發瀏覽器應該在行業標準上奪取更多的話語權，然后服務于用戶。研發基于Linux操作系統的自主可控瀏覽器是響應維護國家網絡安全的需要。目前，針對我國自主瀏覽器關鍵技術的研究需要相關開發者加大關注，在滿足用戶需求的基礎上，增強瀏覽器的安全性與可靠性。國產瀏覽器廠商只有以用戶需求為導向，為用戶提供更好的服務，才能讓國產自主瀏覽器不斷發展、不斷進步。