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你知道前端是如何实现水印的吗

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日常工作中，经常会遇到很多敏感的数据，为防止数据的泄露，我们要在数据上做一些”包装“。目的就是让那些有心泄露数据的”不法分子“迫于严重的”舆论压力“而放弃不法行为，使之”犯罪未遂“，达到不战而屈人之兵的效果。


在安全部门工作的我们，数据安全的观念早已深入骨髓，每个文字，每张图片，都要留心是否有泄露的风险，怎么防止数据泄露，是我们一直思考的问题。比如图片的水印，就是我们工作过程中经常涉及到的问题。因为本身工作内容就是审核平台的开发，经常有一些风险图片会在审核平台出现，考虑到审核人员的安全意识参差不齐，所以为防止不安全的事情发生，图片增加水印的工作是必须要做的。

分析问题

首先，考虑到业务场景，现阶段的问题只是在审核过程中担心数据的泄露，我们暂时只考虑显式水印，既在图片上增加一些可以区别你个人身份的文字或者其他数据。这样就可以做到根据泄露的数据可以追查到个人，当然，未雨绸缪，防患于未然的警示功能才是它最主要。

解决问题

实现方式

水印的实现方式有很多，根据实现功能的人员分工可以分为前端水印和后端水印，前端水印的优点可以总结为三点，第一，可以不占用服务器资源，完全依赖客户端的计算能力，减少服务端压力。第二，速度快，无论哪种前端的实现方式，性能都是优于后端的。第三，实现方式简单。后端实现水印的最大优势也可以总结为三点，就是安全，安全，安全。知乎，微博都是采用后端实现的水印方案。但是综合考虑，我们还是采用前端实现水印的方案。下面也会简单介绍下 nodejs 怎么实现后端图片水印。

node实现

提供三个 npm 包，本部分不是我们文章的重点，只提供简单的 demo。

1、gm https://github.com/aheckmann/gm 6.4k star

  1. const fs = require('fs');
  2. const gm = require('gm');
  3.  
  4.  
  5. gm('/path/to/my/img.jpg')
  6. .drawText(30, 20, "GMagick!")
  7. .write("/path/to/drawing.png", function (err) {
  8.     if (!err) console.log('done');
  9. });

需要安装 GraphicsMagick 或者 ImageMagick；


2、node-images：https://github.com/zhangyuanwei/node-images

  1. const wrap = document.querySelector('#ReactApp');
  2. const { clientWidth, clientHeight } = wrap;
  3. const waterHeight = 120;
  4. const waterWidth = 180;
  5. // 计算个数
  6. const [columns, rows] = [~~(clientWidth / waterWidth), ~~(clientHeight / waterHeight)]
  7. for (let i = 0; i < columns; i++) {
  8.     for (let j = 0; j <= rows; j++) {
  9.         const waterDom = document.createElement('div');
  10.         // 动态设置偏移值
  11.         waterDom.setAttribute('style', `
  12.             width: ${waterWidth}px; 
  13.             height: ${waterHeight}px; 
  14.             left: ${waterWidth + (i - 1) * waterWidth + 10}px;
  15.             top: ${waterHeight + (j - 1) * waterHeight + 10}px;
  16.             color: #000;
  17.             position: absolute`
  18.         );
  19.         waterDom.innerText = '测试水印';
  20.         wrap.appendChild(waterDom);
  21.     }
  22. }

不需要安装其他工具，轻量级，zhangyuanwei 国人开发，中文文档；

3、jimp：https://github.com/oliver-moran/jimp

可搭配 gifwrap 实现 gif 水印；


前端实现

1、背景图实现全屏水印

可以到阿里内外个人信息页面查看效果

优点：图片是后端生成，安全；

缺点：需要发起 http 请求，获取图片信息；

效果展示：由于是内部系统，不方便展示效果。


2、dom 实现全图水印和图片水印

在图片的 onload 事件里获取图片宽高，根据图片大小生成水印区域，遮挡在图片上层，dom 内容为水印的文案或者其他信息，实现方式比较简单。

  1. const wrap = document.querySelector('#ReactApp');
  2. const { clientWidth, clientHeight } = wrap;
  3. const waterHeight = 120;
  4. const waterWidth = 180;
  5. // 计算个数
  6. const [columns, rows] = [~~(clientWidth / waterWidth), ~~(clientHeight / waterHeight)]
  7. for (let i = 0; i < columns; i++) {
  8.     for (let j = 0; j <= rows; j++) {
  9.         const waterDom = document.createElement('p');
  10.         // 动态设置偏移值
  11.         waterDom.setAttribute('style', `
  12.             width: ${waterWidth}px; 
  13.             height: ${waterHeight}px; 
  14.             left: ${waterWidth + (i - 1) * waterWidth + 10}px;
  15.             top: ${waterHeight + (j - 1) * waterHeight + 10}px;
  16.             color: #000;
  17.             position: absolute`
  18.         );
  19.         waterDom.innerText = '测试水印';
  20.         wrap.appendChild(waterDom);
  21.     }
  22. }

优点：简单易实现；

缺点：图片过大或者过多会有性能影响；


3、canvas 实现方式（第一版实现方案）

方法一：直接在图片上操作

废话不多说，直接上代码

  1. useEffect(() => {
  2.       // gif 图不支持
  3.     if (src && src.includes('.gif')) {
  4.       setShowImg(true);
  5.     }
  6.     image.onload = function () {
  7.       try {
  8.         // 太小的图不加载水印
  9.         if (image.width < 10) {
  10.           setIsDataError(true);
  11.           props.setIsDataError && props.setIsDataError(true);
  12.           return;
  13.         }
  14.         const canvas = canvasRef.current;
  15.         canvas.width = image.width;
  16.         canvas.height = image.height;
  17.         // 设置水印
  18.         const font = `${Math.min(Math.max(Math.floor(innerCanvas.width / 14), 14), 48)}px` || fontSize;
  19.         innerContext.font = `${font} ${fontFamily}`;
  20.         innerContext.textBaseline = 'hanging';
  21.         innerContext.rotate(rotate * Math.PI / 180);
  22.         innerContext.lineWidth = lineWidth;
  23.         innerContext.strokeStyle = strokeStyle;
  24.         innerContext.strokeText(text, 0, innerCanvas.height / 4 * 3);
  25.         innerContext.fillStyle = fillStyle;
  26.         innerContext.fillText(text, 0, innerCanvas.height / 4 * 3);
  27.         const context = canvas.getContext('2d');
  28.         context.drawImage(this, 0, 0);
  29.         context.rect(0, 0, image.width || 200, image.height || 200);
  30.            // 设置水印浮层
  31.         const pattern = context.createPattern(innerCanvas, 'repeat');
  32.         context.fillStyle = pattern;
  33.         context.fill();
  34.       } catch (err) {
  35.         console.info(err);
  36.         setShowImg(true);
  37.       }
  38.     };
  39.     image.onerror = function () {
  40.       setShowImg(true);
  41.     };
  42.   }, [src]);

优点：纯前端实现方式，右键复制的图片也是有水印的；

缺点：不支持 gif，图片必须支持跨域；

效果展示：下文给出。


方法二：canvas 生成水印 url 赋值给 css background 属性

  1. export const getBase64Background = (props) => {
  2.   const { nick, empId } = GlobalConfig.userInfo;
  3.   const {
  4.     rotate = -20,
  5.     height = 75,
  6.     width = 85,
  7.     text = `${nick}-${empId}`,
  8.     fontSize = '14px',
  9.     lineWidth = 2,
  10.     fontFamily = 'microsoft yahei',
  11.     strokeStyle = 'rgba(255, 255, 255, .15)',
  12.     fillStyle = 'rgba(0, 0, 0, 0.15)',
  13.     position = { x: 30, y: 30 },
  14.   } = props;
  15.   const image = new Image();
  16.   image.crossOrigin = 'Anonymous';
  17.   const canvas = document.createElement('canvas');
  18.   const context = canvas.getContext('2d');
  19.   canvas.width = width;
  20.   canvas.height = height;
  21.   context.font = `${fontSize} ${fontFamily}`;
  22.   context.lineWidth = lineWidth;
  23.   context.rotate(rotate * Math.PI / 180);
  24.   context.strokeStyle = strokeStyle;
  25.   context.fillStyle = fillStyle;
  26.   context.textAlign = 'center';
  27.   context.textBaseline = 'hanging';
  28.   context.strokeText(text, position.x, position.y);
  29.   context.fillText(text, position.x, position.y);
  30.   return canvas.toDataURL('image/png');
  31. };
  32.  
  33. // 使用方式 
  34. <img src="https://xxx.xxx.jpg" />
  35. <p className="warter-mark-area" style={{ backgroundImage: `url(${getBase64Background({})})` }} />

优点：纯前端实现方式，支持跨域，支持 git 图水印；

缺点：生成的 base64 url 比较大；

其实根据这两种 canvas 的实现方式可以轻松的想出第三种方式，就是在图片的上层遮一层 第一方法中的非图片的 canvas，这样就能完美的避免两种方案的缺点。但是停留片刻想一下，两种方案的结合，还是使用 canvas 去绘制，是不是有更简单易懂的方式呢。对，用 svg 替代。


4、SVG 方式（正在使用的方案）

给出一个 react 版的水印组件。

  1. export const WaterMark = (props) => {
  2.   // 获取水印数据
  3.   const { nick, empId } = GlobalConfig.userInfo;
  4.   const boxRef = React.createRef();
  5.   const [waterMarkStyle, setWaterMarkStyle] = useState('180px 120px');
  6.   const [isError, setIsError] = useState(false);
  7.   const {
  8.     src, text = `${nick}-${empId}`, height: propsHeight, showSrc, img, nick, empId
  9.   } = props;
  10.   // 设置背景图和背景图样式
  11.   const boxStyle = {
  12.     backgroundSize: waterMarkStyle,
  13.     backgroundImage: `url("data:image/svg+xml;utf8,<svg width=\'100%\' height=\'100%\' xmlns=\'http://www.w3.org/2000/svg\' version=\'1.1\'><text width=\'100%\' height=\'100%\' x=\'20\' y=\'68\'  transform=\'rotate(-20)\' fill=\'rgba(0, 0, 0, 0.2)\' font-size=\'14\' stroke=\'rgba(255, 255, 255, .2)\' stroke-width=\'1\'>${text}</text></svg>")`,
  14.   };
  15.   const onLoad = (e) => {
  16.     const dom = e.target;
  17.     const {
  18.       previousSibling, nextSibling, offsetLeft, offsetTop,
  19.     } = dom;
  20.     // 获取图片宽高
  21.     const { width, height } = getComputedStyle(dom);
  22.     if (parseInt(width.replace('px', '')) < 180) {
  23.       setWaterMarkStyle(`${width} ${height.replace('px', '') / 2}px`);
  24.     };
  25.     previousSibling.style.height = height;
  26.     previousSibling.style.width = width;
  27.     previousSibling.style.top = `${offsetTop}px`;
  28.     previousSibling.style.left = `${offsetLeft}px`;
  29.     // 加载 loading 隐藏
  30.     nextSibling.style.display = 'none';
  31.   };
  32.   const onError = (event) => {
  33.     setIsError(true);
  34.   };
  35.   return (
  36.     <p className={styles.water_mark_wrapper} ref={boxRef}>
  37.       <p className={styles.water_mark_box} style={boxStyle} />
  38.       {isError
  39.         ? <ErrorSourceData src={src} showSrc={showSrc} height={propsHeight} text="图片加载错误" helpText="点击复制图片链接" />
  40.         : (
  41.           <>
  42.             <img onLoad={onLoad} referrerPolicy="no-referrer" onError={onError} src={src} alt="图片显示错误" />
  43.             <Icon className={styles.img_loading} type="loading" />
  44.           </>
  45.         )
  46.       }
  47.     </p>
  48.   );
  49. };

优点：支持 gif 图水印，不存在跨域问题，使用 repeat 属性，无插入 dom 过程，无性能问题；


QA

问题一：

如果把 watermark 的 dom 删除了，图片不就是无水印了吗？

答案：

可以利用 MutationObserver 监听 water 的节点，如果节点被修改，图片也随之隐藏；

问题二：

鼠标右键复制图片？

答案：

全部的图片都禁用了右键功能

问题三：

如果从控制台的network获取图片信息呢？

答案：

此操作暂时没有想到好的解决办法，建议采用后端实现方案


总结

前端实现的水印方案始终只是一种临时方案，业务后端实现又耗费服务器资源，其实最理想的解决方式就是提供一个独立的水印服务，虽然加载过程中会略有延迟，但是相对与数据安全来说，毫秒级的延迟还是可以接受的，这样又能保证不影响业务的服务稳定性。

在每天的答疑过程中，也会有很多业务方来找我沟通水印遮挡风险点的问题，每次只能用数据安全的重要性来回复他们，当然，水印的大小，透明度，密集程度也都在不断的调优中，相信会有一个版本，既能起到水印的作用，也能更好的解决遮挡问题。


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