SVG/Font Glyph Analysis & Web DRM Deobfuscation (Raster Hashing + SSIM)
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Diese Seite dokumentiert praktische Techniken, um Text aus Web-Readern wiederherzustellen, die positionierte Glyphenläufe sowie pro-Anfrage Vektor-Glyphendefinitionen (SVG paths) ausliefern und Glyphen-IDs pro Anfrage randomisieren, um Scraping zu verhindern. Die Kernidee ist, anfrage-spezifische numerische Glyphen-IDs zu ignorieren und die visuellen Formen mittels Raster-Hashing zu fingerprinten, dann die Formen mit SSIM gegen ein Referenz-Font-Atlas auf Zeichen zu mappen. Der Workflow verallgemeinert sich über den Kindle Cloud Reader hinaus auf jeden Viewer mit ähnlichen Schutzmechanismen.
Warnung: Verwenden Sie diese Techniken nur, um Inhalte zu sichern, die Sie rechtmäßig besitzen, und in Übereinstimmung mit geltenden Gesetzen und Nutzungsbedingungen.
Acquisition (example: Kindle Cloud Reader)
Endpoint observed:
Benötigte Materialien pro Session:
- Browser session cookies (normales Amazon-Login)
- Rendering token von einem startReading API call
- Zusätzliches ADP session token, das vom Renderer verwendet wird
Verhalten:
- Jede Anfrage liefert, wenn sie mit browser-äquivalenten Headers und Cookies gesendet wird, ein TAR-Archiv mit maximal 5 Seiten.
- Bei einem langen Buch benötigen Sie viele Batches; jedes Batch verwendet eine andere randomisierte Zuordnung der glyph IDs.
Typische TAR-Inhalte:
- page_data_0_4.json — positionierte Textläufe als Sequenzen von glyph IDs (nicht Unicode)
- glyphs.json — pro-Anfrage SVG path-Definitionen für jede glyphe und fontFamily
- toc.json — table of contents
- metadata.json — book metadata
- location_map.json — logische→visuelle Positionszuordnungen
Beispiel für die Struktur eines page run:
{
"type": "TextRun",
"glyphs": [24, 25, 74, 123, 91],
"rect": {"left": 100, "top": 200, "right": 850, "bottom": 220},
"fontStyle": "italic",
"fontWeight": 700,
"fontSize": 12.5
}
Beispiel für einen glyphs.json-Eintrag:
{
"24": {"path": "M 450 1480 L 820 1480 L 820 0 L 1050 0 L 1050 1480 ...", "fontFamily": "bookerly_normal"}
}
Hinweise zu Anti-Scraping-Pfadtricks:
- Pfade können mikro-relativen Bewegungen enthalten (z. B.
m3,1 m1,6 m-4,-7), die viele Vektorparser und naive Path-Sampling-Ansätze verwirren. - Rendern Sie immer gefüllte komplette Pfade mit einer robusten SVG-Engine (z. B. CairoSVG) statt Befehls-/Koordinaten-Differenzierung.
Warum naive Dekodierung fehlschlägt
- Per-Request randomisierte Glyphen-Substitution: Glyph-ID→Zeichen-Mapping ändert sich mit jeder Charge; IDs sind global bedeutungslos.
- Direkter SVG-Koordinatenvergleich ist brüchig: identische Formen können pro Anfrage in numerischen Koordinaten oder Befehls-Encoding variieren.
- OCR auf isolierten Glyphen liefert schlechte Ergebnisse (≈50%), verwechselt Satzzeichen und ähnlich aussehende Glyphen und ignoriert Ligaturen.
Arbeitsablauf: anfrageunabhängige Glyph-Normalisierung und Zuordnung
- Rasterisieren der pro-Anfrage SVG-Glyphen
- Erstellen Sie für jede Glyphe ein minimales SVG-Dokument mit dem angegebenen
pathund rendern Sie es auf eine feste Canvas-Größe (z. B. 512×512) mithilfe von CairoSVG oder einer äquivalenten Engine, die schwierige Pfadsequenzen korrekt verarbeitet. - Rendern Sie gefüllt schwarz auf weiß; vermeiden Sie strokes, um renderer- und AA-abhängige Artefakte zu eliminieren.
- Perzeptuelles Hashing für anfrageübergreifende Identität
- Berechnen Sie einen perzeptuellen Hash (z. B. pHash via
imagehash.phash) jedes Glyphe-Bildes. - Behandeln Sie den Hash als stabile ID: dieselbe visuelle Form über Requests hinweg kollabiert zum selben perzeptuellen Hash und macht randomisierte IDs unwirksam.
- Erzeugen eines Referenz-Font-Atlas
- Laden Sie die Ziel-TTF/OTF-Fonts herunter (z. B. Bookerly normal/italic/bold/bold-italic).
- Rendern Sie Kandidaten für A–Z, a–z, 0–9, Interpunktion, Sonderzeichen (Geviert-/Halbgeviertstriche, Anführungszeichen) und explizite Ligaturen:
ff,fi,fl,ffi,ffl. - Führen Sie separate Atlanten pro Font-Variante (normal/italic/bold/bold-italic).
- Verwenden Sie einen richtigen Text Shaper (HarfBuzz), wenn Sie Glyphen-Fidelity auf Ligatur-Ebene benötigen; einfache Rasterisierung via Pillow ImageFont kann ausreichend sein, wenn Sie die Ligatur-Strings direkt rendern und die Shaping-Engine diese auflöst.
- Visueller Ähnlichkeitsabgleich mit SSIM
- Berechnen Sie für jedes unbekannte Glyphe-Bild SSIM (Structural Similarity Index) gegenüber allen Kandidatenbildern in allen Font-Varianten-Atlanten.
- Weisen Sie die Zeichenfolge des bestbewerteten Matches zu. SSIM kompensiert kleine Anti-Aliasing-, Skalierungs- und Koordinatenunterschiede besser als pixelgenaue Vergleiche.
- Randbehandlung und Rekonstruktion
- Wenn eine Glyphe auf eine Ligatur (Multi-Char) abgebildet wird, erweitern Sie diese beim Decodieren.
- Verwenden Sie run rectangles (top/left/right/bottom), um Absatzumbrüche (Y-Deltas), Ausrichtung (X-Muster), Stil und Größen zu erschließen.
- Serialisieren Sie zu HTML/EPUB und bewahren Sie
fontStyle,fontWeight,fontSizeund interne Links.
Tipps zur Implementierung
- Normalisieren Sie alle Bilder vor Hashing und SSIM auf dieselbe Größe und Graustufen.
- Cache nach perzeptuellem Hash, um SSIM-Neuberechnungen für wiederkehrende Glyphen über Batches zu vermeiden.
- Verwenden Sie eine hochwertige Raster-Größe (z. B. 256–512 px) für bessere Unterscheidbarkeit; bei Bedarf vor SSIM herunter skalieren, um zu beschleunigen.
- Wenn Sie Pillow zum Rendern von TTF-Kandidaten verwenden, setzen Sie dieselbe Canvas-Größe und zentrieren Sie die Glyphe; fügen Sie Padding hinzu, um Abschneiden von Ascender/Descender zu vermeiden.
Python: End-to-End-Glyph-Normalisierung und Matching (Raster-Hash + SSIM)
```python # pip install cairosvg pillow imagehash scikit-image uharfbuzz freetype-py import io, json, tarfile, base64, math from PIL import Image, ImageOps, ImageDraw, ImageFont import imagehash from skimage.metrics import structural_similarity as ssim import cairosvgCANVAS = (512, 512) BGCOLOR = 255 # white FGCOLOR = 0 # black
— SVG -> raster —
def rasterize_svg_path(path_d: str, canvas=CANVAS) -> Image.Image:
Build a minimal SVG document; rely on CAIRO for correct path handling
svg = f’‘’‘’’ png_bytes = cairosvg.svg2png(bytestring=svg.encode(‘utf-8’)) img = Image.open(io.BytesIO(png_bytes)).convert(‘L’) return img
— Perceptual hash —
def phash_img(img: Image.Image) -> str:
Normalize to grayscale and fixed size
img = ImageOps.grayscale(img).resize((128, 128), Image.LANCZOS) return str(imagehash.phash(img))
— Reference atlas from TTF —
def render_char(candidate: str, ttf_path: str, canvas=CANVAS, size=420) -> Image.Image:
Render centered text on same canvas to approximate glyph shapes
font = ImageFont.truetype(ttf_path, size=size) img = Image.new(‘L’, canvas, color=BGCOLOR) draw = ImageDraw.Draw(img) w, h = draw.textbbox((0,0), candidate, font=font)[2:] dx = (canvas[0]-w)//2 dy = (canvas[1]-h)//2 draw.text((dx, dy), candidate, fill=FGCOLOR, font=font) return img
— Build atlases for variants —
FONT_VARIANTS = { ‘normal’: ‘/path/to/Bookerly-Regular.ttf’, ‘italic’: ‘/path/to/Bookerly-Italic.ttf’, ‘bold’: ‘/path/to/Bookerly-Bold.ttf’, ‘bolditalic’:‘/path/to/Bookerly-BoldItalic.ttf’, } CANDIDATES = [ *[chr(c) for c in range(0x20, 0x7F)], # basic ASCII ‘–’, ‘—’, ‘“’, ‘”’, ‘‘’, ‘’’, ‘•’, # common punctuation ‘ff’,‘fi’,‘fl’,‘ffi’,‘ffl’ # ligatures ]
def build_atlases(): atlases = {} # variant -> list[(char, img)] for variant, ttf in FONT_VARIANTS.items(): out = [] for ch in CANDIDATES: img = render_char(ch, ttf) out.append((ch, img)) atlases[variant] = out return atlases
— SSIM match —
def best_match(img: Image.Image, atlases) -> tuple[str, float, str]:
Returns (char, score, variant)
img_n = ImageOps.grayscale(img).resize((128,128), Image.LANCZOS) img_n = ImageOps.autocontrast(img_n) best = (‘’, -1.0, ‘’) import numpy as np candA = np.array(img_n) for variant, entries in atlases.items(): for ch, ref in entries: ref_n = ImageOps.grayscale(ref).resize((128,128), Image.LANCZOS) ref_n = ImageOps.autocontrast(ref_n) candB = np.array(ref_n) score = ssim(candA, candB) if score > best[1]: best = (ch, score, variant) return best
— Putting it together for one TAR batch —
def process_tar(tar_path: str, cache: dict, atlases) -> list[dict]:
cache: perceptual-hash -> mapping
out_runs = [] with tarfile.open(tar_path, ‘r:*’) as tf: glyphs = json.load(tf.extractfile(‘glyphs.json’))
page_data_0_4.json may differ in name; list members to find it
pd_name = next(m.name for m in tf.getmembers() if m.name.startswith(‘page_data_’)) page_data = json.load(tf.extractfile(pd_name))
1. Rasterize + hash all glyphs for this batch
id2hash = {} for gid, meta in glyphs.items(): img = rasterize_svg_path(meta[‘path’]) h = phash_img(img) id2hash[int(gid)] = (h, img)
2. Ensure all hashes are resolved to characters in cache
for h, img in {v[0]: v[1] for v in id2hash.values()}.items(): if h not in cache: ch, score, variant = best_match(img, atlases) cache[h] = { ‘char’: ch, ‘score’: float(score), ‘variant’: variant }
3. Decode text runs
for run in page_data: if run.get(‘type’) != ‘TextRun’: continue decoded = [] for gid in run[‘glyphs’]: h, _ = id2hash[gid] decoded.append(cache[h][‘char’]) run_out = { ‘text’: ‘’.join(decoded), ‘rect’: run.get(‘rect’), ‘fontStyle’: run.get(‘fontStyle’), ‘fontWeight’: run.get(‘fontWeight’), ‘fontSize’: run.get(‘fontSize’), } out_runs.append(run_out) return out_runs
Usage sketch:
atlases = build_atlases()
cache =
for tar in sorted(glob(‘batches/*.tar’)):
runs = process_tar(tar, cache, atlases)
# accumulate runs for layout reconstruction → EPUB/HTML
</details>
## Layout/EPUB-Rekonstruktions-Heuristiken
- Absatzumbrüche: Wenn das Top-Y des nächsten Runs die Grundlinie der vorherigen Zeile um einen Schwellenwert (relativ zur Schriftgröße) überschreitet, beginne einen neuen Absatz.
- Ausrichtung: Gruppiere nach ähnlichem linken X für linksbündige Absätze; erkenne zentrierte Zeilen an symmetrischen Rändern; erkenne rechtsbündige an den rechten Kanten.
- Styling: Erhalte kursiv/fett über `fontStyle`/`fontWeight`; variiere CSS-Klassen nach `fontSize`-Buckets, um Überschriften vs. Fließtext zu approximieren.
- Links: Wenn Runs Link-Metadaten enthalten (z. B. `positionId`), erzeuge Anker und interne hrefs.
## SVG-Anti-Scraping-Pfad-Tricks mildern
- Verwende gefüllte Pfade mit `fill-rule: nonzero` und einen geeigneten Renderer (CairoSVG, resvg). Verlasse dich nicht auf die Normalisierung von Pfad-Tokens.
- Vermeide stroke rendering; konzentriere dich auf gefüllte Flächen, um Haarlinien-Artefakte zu umgehen, die durch mikroskopische relative Verschiebungen entstehen.
- Behalte pro Render eine stabile viewBox bei, damit identische Formen konsistent über Batches gerastert werden.
## Performance-Hinweise
- In der Praxis konvergieren Bücher auf ein paar hundert einzigartige Glyphen (z. B. ~361 inklusive Ligaturen). Cache SSIM-Ergebnisse anhand eines perceptual hash.
- Nach der anfänglichen Entdeckung verwenden zukünftige Batches überwiegend bekannte Hashes wieder; das Decoding wird I/O-gebunden.
- Ein durchschnittlicher SSIM ≈0.95 ist ein starkes Signal; erwäge, niedrig bewertete Treffer zur manuellen Überprüfung zu markieren.
## Generalisierung auf andere Viewer
Jedes System, das:
- positionierte Glyph-Runs mit request-scoped numerischen IDs zurückgibt
- pro Anfrage vector glyphs (SVG paths oder subset fonts) liefert
- die Seiten pro Anfrage begrenzt, um Bulk-Export zu verhindern
…kann mit derselben Normalisierung behandelt werden:
- Rasterisiere pro Anfrage Formen → perceptual hash → shape ID
- Atlas möglicher Glyphen/Ligaturen pro Font-Variante
- SSIM (oder eine ähnliche perceptual metric) zur Zuordnung von Zeichen
- Rekonstruiere das Layout aus Run-Rechtecken und -Stilen
## Minimales Erfassungsbeispiel (Skizze)
Verwende die DevTools deines Browsers, um die exakten Headers, Cookies und Tokens zu erfassen, die der Reader beim Anfordern von `/renderer/render` verwendet. Repliziere diese anschließend aus einem Script oder curl. Beispiel-Umriss:
```bash
curl 'https://read.amazon.com/renderer/render' \
-H 'Cookie: session-id=...; at-main=...; sess-at-main=...' \
-H 'x-adp-session: <ADP_SESSION_TOKEN>' \
-H 'authorization: Bearer <RENDERING_TOKEN_FROM_startReading>' \
-H 'User-Agent: <copy from browser>' \
-H 'Accept: application/x-tar' \
--compressed --output batch_000.tar
Passe die Parametrierung (book ASIN, page window, viewport) an die Anforderungen des Lesers an. Pro Anfrage ist mit einer Obergrenze von 5 Seiten zu rechnen.
Erreichbare Ergebnisse
- Mehr als 100 randomisierte Alphabete in einen einzigen Glyphenraum zusammenführen mittels perceptual hashing
- 100% Zuordnung einzigartiger Glyphen mit durchschnittlichem SSIM ~0.95, wenn Atlanten Ligaturen und Varianten enthalten
- Rekonstruiertes EPUB/HTML visuell nicht vom Original zu unterscheiden
Referenzen
- Kindle Web DRM: Breaking Randomized SVG Glyph Obfuscation with Raster Hashing + SSIM (Pixelmelt blog)
- CairoSVG – SVG to PNG renderer
- imagehash – Perceptual image hashing (pHash)
- scikit-image – Structural Similarity Index (SSIM)
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