網(wǎng)上營業(yè)廳
掌上營業(yè)廳
在我們當(dāng)下的互聯(lián)網(wǎng)生活中，無論是上網(wǎng)注冊賬號，還是在線支付之前幾乎都需要驗(yàn)證碼：有的是讓你點(diǎn)擊圖片上特定物體，有的是讓你輸入一串需要仔細(xì)辨別的數(shù)字與字母的組合，當(dāng)然還有現(xiàn)如今我們收到最多的短信內(nèi)容——短信驗(yàn)證碼。但你知道嗎，這個(gè)簡單又略帶繁瑣的環(huán)節(jié)，卻在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。
驗(yàn)證碼到底在驗(yàn)什么？
既然叫驗(yàn)證碼，那么它到底在驗(yàn)什么呢？
驗(yàn)證碼英文為“CAPTCHA”，是2002年路易斯·馮·安（Luis von Ahn）和他的伙伴們在卡內(nèi)基梅隆第一次提出，它是“Completely Automated Public Turing Test to Tell Computers and Humans Apart”的簡寫，如果你看懂了，那么你就會(huì)知道它其實(shí)是一種基于人機(jī)識別的技術(shù)。這種測試是由計(jì)算機(jī)來考人類，而不是標(biāo)準(zhǔn)圖靈測試中那樣由人類來考計(jì)算機(jī)的方式，所以CAPTCHA有時(shí)也被視為一種反向圖靈測試。
簡單來說，驗(yàn)證碼的工作原理就是利用人類和計(jì)算機(jī)在某些方面的差異，設(shè)計(jì)一個(gè)對人類來說容易，但對計(jì)算機(jī)來說困難的“考題”，從而區(qū)分當(dāng)前訪問者是人類還是機(jī)器人。它以圖像、音頻文件或簡單問題等方式向用戶提供驗(yàn)證碼測試，然后將用戶響應(yīng)被發(fā)送回網(wǎng)站并使用高級算法進(jìn)行驗(yàn)證，以確定該響應(yīng)是否可能是由人類或機(jī)器人提供的。如果響應(yīng)被視為來自機(jī)器人或程序，則將被拒絕訪問網(wǎng)站或服務(wù)。比如，識別扭曲的字符、需點(diǎn)擊的圖片或滑動(dòng)拼圖，都可以用來驗(yàn)證用戶身份，確保操作是真實(shí)人類用戶執(zhí)行。
換句話說，驗(yàn)證碼的目的并非難倒你，而是保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全。比如，黑客可能會(huì)使用特定的程序，對某個(gè)特定注冊用戶進(jìn)行暴力破解，不斷嘗試登錄。而驗(yàn)證碼的存在就增加了黑客破解密碼的難度。一些不法分子可能會(huì)使用計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)注冊大量僵尸賬號，用于發(fā)送垃圾郵件、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)詐騙等。驗(yàn)證碼可以識別并阻止這種自動(dòng)化注冊行為。此外，它還能維護(hù)網(wǎng)絡(luò)公平，防止惡意攻擊導(dǎo)致服務(wù)器壓力過大而崩潰，如灌水、刷票等行為。在線上進(jìn)行支付和轉(zhuǎn)賬場景中，短信驗(yàn)證碼可以和生物識別技術(shù)結(jié)合，從而確保操作者身份真實(shí)，保障線上的交易安全。
常見的驗(yàn)證碼類別
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，驗(yàn)證碼的種類也越來越豐富。目前，驗(yàn)證碼類型主要分為圖片驗(yàn)證碼、音頻驗(yàn)證碼、短信驗(yàn)證碼、行為式驗(yàn)證碼等。
01 圖片驗(yàn)證碼
圖片驗(yàn)證碼一般是扭曲或者涂抹的文字和數(shù)字組合。為了提高辨別難度，一般都會(huì)加入干擾線，比如在背景中添加干擾線或者讓字符顏色與背景色相近等。圖形驗(yàn)證碼利用了人類視覺系統(tǒng)對復(fù)雜圖像的強(qiáng)大識別能力，而機(jī)器程序要解析這些帶干擾的圖像信息則比較困難。
02 短信驗(yàn)證碼
短信驗(yàn)證碼是我們生活中最常見的驗(yàn)證碼形式。當(dāng)我們進(jìn)行諸如修改密碼或者進(jìn)行交易等操作時(shí)，系統(tǒng)通過發(fā)送一串隨機(jī)生成的數(shù)字驗(yàn)證碼到用戶綁定的手機(jī)號上，要求用戶輸入驗(yàn)證碼以完成驗(yàn)證。這種驗(yàn)證碼驗(yàn)證方式依托于手機(jī)號碼的唯一性以及用戶對手機(jī)的實(shí)際掌控權(quán)，操作簡單直接且安全。
· 為什么短信驗(yàn)證碼有時(shí)效限制？
通常情況下，短信驗(yàn)證碼時(shí)效很短，一分鐘到幾分鐘不等，如果超過時(shí)效，驗(yàn)證碼就會(huì)失效，需要重新獲取。一般來說，使用場景風(fēng)險(xiǎn)越大、越需要安全保護(hù)的驗(yàn)證碼，有效時(shí)間越短。銀行等平臺的驗(yàn)證碼時(shí)效性較短，有時(shí)驗(yàn)證碼有效期僅有60秒。這可以在一定程度上防止不法分子在短時(shí)間內(nèi)破解驗(yàn)證碼，極大提升了相關(guān)環(huán)節(jié)的安全性。
短信驗(yàn)證碼環(huán)節(jié)通常需要在用戶輸入密碼后進(jìn)行，二者形成雙重驗(yàn)證。這在密碼學(xué)中，被稱為“雙因素驗(yàn)證”，能夠確保操作安全有效。如果有人想惡意冒充認(rèn)證，具有時(shí)效性的驗(yàn)證碼就可以壓縮攻擊者的破解時(shí)間，讓“雙因素驗(yàn)證”的安全性得到保障。
此外，限制時(shí)間還避免了驗(yàn)證碼的重復(fù)。當(dāng)人們請求獲取新驗(yàn)證碼時(shí)，系統(tǒng)會(huì)先檢查該賬號最近一次驗(yàn)證碼的狀態(tài)，若舊碼仍在有效期內(nèi)，就會(huì)拒絕生成新碼，直到原驗(yàn)證碼自然過期。這種設(shè)計(jì)確保在有效期內(nèi)，一個(gè)驗(yàn)證碼只屬于一個(gè)用戶，避免同一時(shí)段內(nèi)驗(yàn)證碼重復(fù)。
· 為什么短信驗(yàn)證碼通常只有4-6位數(shù)？
你有沒有發(fā)現(xiàn)一般短信驗(yàn)證碼只有4位或者6位數(shù)，這是為什么呢？答案就是這樣的設(shè)計(jì)既保證了用戶能夠方便地記憶和輸入驗(yàn)證碼，又在一定程度上提高了驗(yàn)證碼的安全性。
數(shù)字驗(yàn)證碼的位數(shù)越多，其組合方式就越多，從而提高了驗(yàn)證碼的安全性。例如，3位數(shù)字的組合數(shù)為1000種，而6位數(shù)字的組合數(shù)則達(dá)到100萬種。更多的組合數(shù)意味著攻擊者更難通過暴力破解的方式獲得驗(yàn)證碼。
在某些對安全性要求較高的場景（如銀行交易），更長的驗(yàn)證碼（如6位數(shù)）能夠提供更高的安全保障。而在一些日常場景（如普通注冊、登錄），對即時(shí)性要求較低且安全風(fēng)險(xiǎn)相對較小的操作中，較短的驗(yàn)證碼（如4位數(shù)）則更為便捷。
03 語音驗(yàn)證碼
語音驗(yàn)證碼則需要聆聽一系列數(shù)字、字母或單詞，并將它們輸入到文本框中，它借助了人類聽覺系統(tǒng)對語言的理解能力來進(jìn)行身份驗(yàn)證，這為視障人士或無法使用圖像驗(yàn)證碼的場景提供了一種替代方式。機(jī)器人程序如果不是事先輸入語料庫，很難識別和理解語音內(nèi)容并進(jìn)行相應(yīng)輸入。語音驗(yàn)證碼也有時(shí)效限制，但一般會(huì)比圖像驗(yàn)證的時(shí)間更長一些。
04 行為式驗(yàn)證碼
隨著計(jì)算機(jī)自動(dòng)識別技術(shù)的發(fā)展，圖文驗(yàn)證碼防御功能越來越弱。所以一種新型行為驗(yàn)證碼隨機(jī)出現(xiàn)。這種驗(yàn)證碼不再以字符或圖像識別，而是監(jiān)測頁面上的行為軌跡（如速度、停頓、點(diǎn)擊力度、路徑是否符合Beta分布等）來精準(zhǔn)判斷是否為人類。
比如拖動(dòng)滑塊完成拼圖驗(yàn)證；再如，要求點(diǎn)擊特定圖片（圖片上所有紅綠燈等）或按順序選擇文字等。
05 其他驗(yàn)證碼
當(dāng)然，驗(yàn)證碼不僅僅是上述這幾種。比如，有通過知識問答或邏輯判斷驗(yàn)證人類身份，兼具功能性與趣味性。比如簡單的算術(shù)題（2*1=？），又或者是簡單的文字問答題。此外，還有一些網(wǎng)站開始使用生物特征識別技術(shù)，如人臉識別、指紋識別等，來進(jìn)一步提高驗(yàn)證碼的安全性。
總之，驗(yàn)證碼是數(shù)字時(shí)代“人機(jī)共存”的縮影。它從簡單的字符游戲演變?yōu)槿诤闲袨榉治?、生物識別的高科技系統(tǒng)，既是網(wǎng)絡(luò)安全的防線，也是技術(shù)進(jìn)步的見證，其設(shè)計(jì)始終在安全、效率、體驗(yàn)之間尋求平衡。雖然它用起來略帶繁瑣，但卻是保護(hù)我們個(gè)人上網(wǎng)安全的重要手段之一。隨著人們對網(wǎng)絡(luò)信息安全的關(guān)注和需求越來越高，也許很快會(huì)有更多方便快捷的驗(yàn)證方式出現(xiàn)！
一句話總結(jié)：驗(yàn)證碼是我們網(wǎng)絡(luò)安全的最后一道防線！切記不能輕易給任何人！
參考資料:
1.長泰公安 ：《【預(yù)警】驗(yàn)證碼到底是什么？危害這么大》；
2.新周刊：《數(shù)字驗(yàn)證碼，為什么都是4位數(shù)或6位數(shù)？》；
3.科普中國：《數(shù)字世界的“門禁”：驗(yàn)證碼是如何發(fā)揮作用的？》；
4.百度百科：驗(yàn)證碼。
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