验证码是怎么为难咱们人类，
编｜木易
文章来源｜科技狐〔ID：kejihutv〕
在文章开头，老狐先给大家玩一個验证码游戏，猜出图中验证码字母，
请计算出图中验证码结果，
好，咱们还是回到标题上来，聊一聊验证码是怎么为难咱们人类，
验证码由来
2000 年，雅虎当时还是全球最大网络邮箱服务商，雅虎邮箱运用者经常收到很多垃圾、诈骗短信，
这种经历放在今天，就是你下班回到家，发现自己门口摆满快递，
但注意，其中只有一個快递是你自己购买，其他快递都是他人发垃圾，
你为找到自己快递，只好拆全部快递，这时，你恐怕只会后悔自己有这一個快递，
当时受到影响不光雅虎，还有很多互联网公司，
黑客们利用脚本机器人大量注册账户，实行评论注水、黄牛抢票、撞库扫号等影响互联网企业运作行为，
现如今，“ 天下苦验证码久矣 ”，而在二十年前，则是“ 天下苦脚本机器人久矣 ”，
后来雅虎找到在卡内基梅隆大学路易斯·冯·安〔验证码之父〕等人，与他们协作，
*路易斯·冯·安〔验证码之父〕
他们利用当时人机验证机制，为雅虎设计一套防御机器人程序，并最先发提出“验证码”概念，
验证码，更专业名字是“全自动区分计算机、人类图灵测试”，简称 CAPTCHA，
验证码作用是让计算机区分人类、计算机，大家熟知图灵测试是让人区分人、计算机，与验证码作用刚好相反，
因为这個，有些人也将验证码叫做“反向图灵测试”，
文本类验证码
反而，一切没有那么容易，
早期验证码非常简单，只是普通字母组合，干扰信息很少，而文字识别技术〔 OCR 〕应用甚至要比验证码早 30 年，
没过多久，黑客利用 OCR 成功破解验证码，
于是，计算机科学家们继续探寻更非常好防御机制，
他们在验证码字符中加入更多干扰因素，将字符连接、变形、空心，转变动态，加入更复杂背景，
上述，一切都是为降低脚本机器人识别成功率，
反而降低机器人识别正确率疗效是暂时，降低运用者识别成功率却是永久，
我经常遇到无法识其他验证码，要么须要刷新，要么输入错误，
现在计算机对我判定是：你 不 是 個 人！
这句话听起来是不是好像是在骂人，
2008 年，两位英国纽卡斯尔大学计算机研究人员发布一篇论文，
在论文中，他们用新字符分割法来识别微软、雅虎、谷歌验证码，
微软、雅虎验证码识别正确率超过 60%，谷歌验证码识别率较低，为 8.7%，
虽说谷歌这個数字看起来比雅虎、微软卓著，但脚本机器人可以发动大量攻击，100 万次尝试就将有 8.7 万個验证码被破解，
因为这個，这個结果依旧是无法让人满意，
在这份论文中，研究人员还列出运用者会混淆几個验证码：
比方说：
开头是字母 “ d ” 还是 “ cl ” ？
这是哪几個字符？
别问我答案，我也不晓得，
虽说变形扭曲字符能提升拦截脚本机器人效能，但真人运用者同样难以辨别验证码，也被阻挡在外，
甚至有研究说明，经由卷积神经网络模型〔 CNN 〕，机器识别扭曲字体正确率还要高于人类，
验证码杀敌一千，自损一万，
简单文本内容验证码已经无法满足须要，于是，又发生答题类验证码，
验证码成考题，运用者输入正确答案才干经由验证，这种格局验证码虽说能暂时有效阻挡脚本机器人，但却对运用者不友好，受到很多吐槽，
因为这個，答题验证码并非常见，
到底，当你遇到文章开头这种验证码，你大概不会愿意计算出答案，而是直接关闭页面，
文本类验证码面对脚本机器人攻击，渐渐招架不住，研究人员定夺调转方向，开发采用图像选择类验证码，
图像选择类验证码
相比于文本类验证码，图像选择类验证码对运用者友好很多，只需点击图像，不再依赖键盘输入，况且图像验证码趣味性更强，
比方说根据题目要求在几张照片中找出符合要求照片就可，体验起来像是玩连连看，
2007 年，研究人员提出图像选择类验证码，之后火速受到研究人员、运用者欢迎，
到底，谁会喜欢考试而讨厌游戏呢？
2015 年 3 月，12306 为防止黄牛抢票引入图片验证码，引发热议，
抢过火车票小伙伴对此绝对不陌生，为不被 12306 验证码难住，只好调闹钟提早登录 12306，
刚开始，图像选择类验证码还能起到没错呵护疗效，
反而，伴随图像识别技术发展，极具是 AI 技术进步，人们可以训练机器学习分类图片，破解图像，
比方说，国外研究人员就利用 SVM 分类器、卷积神经网络模型等方法，来破解一部分图像选择验证码，
来自卡内基梅隆大学一個团队在 2017 年发布论文表达：
他们经由收集 260 万個验证码、短语，以及 2100 万张图片，经过卷积神经网络训练，最后可以使机器在 2 秒内以 77% 正确率经由 12306 验证码，
为阻挡脚本机器人攻击，维护人员只好制作更多新验证码图片，利用新验证码图片还未被机器学习，以此来降低机器识别正确率，
于是更多奇怪验证码被制作出现，
反而，咱们普通运用者成最大受害者，各类奇葩图片验证码让人难以区分，连登录自己账户，都转变一件难事，
但是一些研究统计说明，在图片验证码正确率上，机器在某些方面图像感知本事也已经最先进人类，
既然图像选择验证码也干但是机器，研究人员再次使出绝招：调转方向！
行为轨迹类验证码
任凭文本还是图像都是以问答格局来验证人、脚本机器人，脚本机器人经由学习，表现比人类还要定鼎，
于是，研究人员发明行为轨迹类验证码，而它原理就是利用人类在行为轨迹上不及机器定鼎，
以咱们熟悉滑动验证码为例：
当咱们将左边滑块向右拖动，后台服务器不光验证运用者能否正确地将滑块填进空缺位置，还要记录运用者鼠标位置，滑块移动轨迹等信息，
往往来说，相对于脚本机器人，人类滑动轨迹都是非匀速，不准确，
尤其是像我这样肢体不灵活人，越接近空缺位置，速度越慢，直到合上滑块，
这個过程有很多不定鼎因素，正是经由不定鼎轨迹，后台服务器才会识别该操作来自于人，而不是定鼎脚本程序，
虽说滑动验证码相比之前验证码是一個进步，但破解验证码方法也在跟着进步，
2010 年，日本京都大学研究人员向外界公布滑动验证码，并于 2012 年投入商用，
2014 年，马德里康普斯顿大学研究人员就宣布他们破解滑动验证，
如今，加入学习模型智能脚本机器人也能经由学习人滑动轨迹，经由做出变速，折返、抖动等行为轨迹来模仿人类，骗过服务器，
行为轨迹类验证码还有更简单无感方法，点击验证，直接点击开关，服务器经由收集检测运用者环境信息来判断是真人还是脚本机器人，
这无疑是目前所有验证码中运用者体验最非常好，但它也并非绝对保障，况且还存在运用者秘密泄露风险，
短信验证、扫脸认证
现在，短信验证已经变成最常见验证方法之一，
在老狐手机短信中，两类短信最多，
一类是验证码短信，一类是须要发送“ TD ”才干退订，但退订后又还能收到新短信垃圾营销短信，而最实用快递签收短信只能排在第三，
短信验证经由绑定手机号码来确认该运用者是否是本人，跳出网络这一维度，调用外部设备，保障层次比以上几种验证码有所提升，
但验证码短信恰恰成这种验证方法薄弱环节，
不法分子可以经由奠定伪基站，截取运用者短信验证码，获得登录甚至交易权限，
又或者，经由诈骗获取运用者验证码，
另一方面，短信验证码又是最不友非常好验证方法之一，尤其是手机不在时候，还要找手机，解锁、记住验证码，再输入验证码，这是我最讨厌验证码时刻，
如今，一些对保障要求较高验证通道已经卷向扫脸验证，须要对着手机前后移动，调整角度，眨动眼睛才干登录，
反而这种看似保障方法也不是绝对保障，百度搜索可看到很多扫脸认证被破解信息，
验证码另类敌人
这时老狐不禁想：咱们普通运用者登录個账号怎么就这么麻烦，
本质上而言，验证码技术战争是网站维护人员与黑客攻击者之间博弈，
双方你追我赶，验证码技术在 20 年里已经多次迭代，
从最简单输入字母到须要调动运用者摄像头刷脸验证，破解技术也从过去 OCR 发展到如今 AI，
反而，最受伤却是咱们这些普通运用者，验证方法逐渐复杂，意味着咱们要在验证码上花更多时间、更多手段，
验证码要面对敌人，并非只是脚本机器人或技术鼎级黑客，还有毫无技术含量人类，
一些不法分子奠定验证码破解平台，将验证码打包发送至平台，以非常低廉价格雇佣一批人，
人工输入正确验证码答案，并奠定数据库，用来破解验证码，这個方法简单粗暴却有效，
AI 也学会这一方法，
据媒体报道，一個测试 AI 机构发现 OpenAI GPT4 会假装成一個视障人员，让人类帮他输入验证码，
没错，AI 甚至学会欺骗人类全民免单帮它劳动，
面对越来越接近人类 AI，区分人类、机器人将会变得越来越困难，验证码只会更加复杂繁琐，
而作为一個普通网络运用者，老狐只希望输入验证码方法能简单一点。
参考资料：
《复旦大学肖仰华：12306 验证码已不再保障，后世属于智能验证码》雷锋网
Ya H, Sun H, Helt J, et al.Learning to Associate Words and Images Using a Large-scale Graph〔J〕. 2017.
Yan, J., & El Ahmad, A. S.〔2008, October〕. A Low-cost Attack on a Microsoft CAPTCHA. In Proceedings ofthe 15th ACM conference on Computer and communications security 〔pp. 543-554〕.ACM.
Hernandezcastro C J, Rmoreno MD, Barrero D F. Side-Channel Attack against the Capy HIP〔C〕// InternationalConference on Emerging Security Technologies. IEEE, 2014：99-104.
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