“驗(yàn)證碼的進(jìn)步就是一個(gè)‘研究、破解、提升、再破解、再?gòu)浹a(bǔ)’的過(guò)程，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的許多公司常向我們尋求建議?！?013年，各大網(wǎng)站紛紛推出空心驗(yàn)證碼，它打破了傳統(tǒng)的實(shí)心字體的模式，用輪廓線的空心字體替代。這樣當(dāng)多個(gè)字符重疊粘連的時(shí)候，機(jī)器識(shí)別度較差，但是人類仍然可以很好的識(shí)別。但高海昌發(fā)現(xiàn)，只需先將空心填充成實(shí)心字符，使用顏色填充算法得到離散的筆畫塊。然后使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度優(yōu)先算法對(duì)筆畫塊進(jìn)行組合識(shí)別，尋求最優(yōu)解作為識(shí)別結(jié)果，此類驗(yàn)證碼也可就此被破解。
“我們針對(duì)Yahoo、百度、新浪、騰訊、和中國(guó)移動(dòng)在線支付網(wǎng)站的空心驗(yàn)證碼分別取得了36%、51%、59%、89%和66%的成功率。”此成果的研究文章“The robustness of hollow CAPTCHAs”被密碼學(xué)和信息安全領(lǐng)域享有崇高聲譽(yù)、公認(rèn)的頂級(jí)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議之一的ACM CCS 2013正式錄用，這也是中國(guó)大陸研究機(jī)構(gòu)首次有論文在這個(gè)高檔次會(huì)議上發(fā)表。
“Yahoo和騰訊等公司的空心驗(yàn)證碼被攻破后，也主動(dòng)聯(lián)系我們，希望我們能對(duì)其驗(yàn)證碼改進(jìn)提供幫助。如今，騰訊公司每當(dāng)推出新型驗(yàn)證碼后，總會(huì)首先讓我的團(tuán)隊(duì)試一試能否破解?！备吆２f(shuō)，“驗(yàn)證碼可以防止濫用網(wǎng)絡(luò)資源，與普通人生活息息相關(guān)，是網(wǎng)絡(luò)安全的第一關(guān)?！?/p>
未來(lái)方向：“破”與“立”中守護(hù)互聯(lián)網(wǎng)安全
當(dāng)文本驗(yàn)證碼被證明不再安全，尋找可使用簡(jiǎn)便、安全性又高的新驗(yàn)證碼，便成了高海昌目前工作的重點(diǎn)。“‘破’是為了更好地‘立’。想要設(shè)計(jì)新型的驗(yàn)證碼，就需綜合考慮當(dāng)前圖像處理和人機(jī)交互領(lǐng)域的最新進(jìn)展和成果，盡力挖掘出人類擅長(zhǎng)處理而計(jì)算機(jī)AI算法不擅長(zhǎng)的?！备吆２f(shuō)，“這個(gè)過(guò)程中，最難的便是如何保證驗(yàn)證碼不易被破解，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)用戶友好?！?/p>
近日，高海昌正致力于研究一種十分巧妙的新型圖片驗(yàn)證碼?！艾F(xiàn)有計(jì)算機(jī)無(wú)法破解，方法也很簡(jiǎn)單?！备吆２榻B說(shuō)，“在背景圖片上自動(dòng)生成幾個(gè)線條不連續(xù)不均勻、形狀不規(guī)則的幾何圖形，圖形之間相互交疊，背景中再加入一些短線條作為噪點(diǎn)，就構(gòu)成我們正在提出的新型圖形驗(yàn)證碼。人類很容易分辨，計(jì)算機(jī)卻難以區(qū)分識(shí)別這些不規(guī)則幾何圖形的邊界?！苯?jīng)試驗(yàn)，尚沒有計(jì)算機(jī)程序能有效破解高海昌團(tuán)隊(duì)所提出的新驗(yàn)證碼。人類數(shù)起來(lái)很簡(jiǎn)單，又能有效阻擋惡意程序，在文本驗(yàn)證碼被證明不再安全、深入研究失去意義時(shí)，這種巧妙的驗(yàn)證碼或許為今后相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了一個(gè)值得深入探索的方向。
“缺點(diǎn)也并非沒有。因同一個(gè)圖片中圈的數(shù)量不能太多，否則人類也可能難以數(shù)清；數(shù)量很少的情況下，計(jì)算機(jī)存在通過(guò)多次猜測(cè)猜中驗(yàn)證碼的可能。針對(duì)這種情況，我們將圖片的數(shù)量增加到5張，平均每張1到10個(gè)圈。如此，只需短短幾秒人類便可輕松通過(guò)驗(yàn)證碼，同時(shí)安全性也大大提高。”目前，此驗(yàn)證碼的研究文章已投給相關(guān)雜志。
盡管文字驗(yàn)證碼已被證明不安全，但因其使用的便捷性，以及新型驗(yàn)證碼機(jī)制的不成熟（如典型的12306圖像驗(yàn)證碼），尚不可能完全被取代?！皥D形驗(yàn)證碼比文本驗(yàn)證碼先進(jìn)，這也是技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。谷歌就推出了將任意圖片切成圓形生成驗(yàn)證碼，然后將圖片旋轉(zhuǎn)，用戶在使用時(shí)只需將角度轉(zhuǎn)正即可。這種驗(yàn)證碼機(jī)器識(shí)別難度同樣很大。某些網(wǎng)站也推出了手機(jī)短信驗(yàn)證等新型驗(yàn)證碼，這是文本或圖片驗(yàn)證碼很好的替代方式，但對(duì)服務(wù)器要求頗高?！备吆２f(shuō)。
“驗(yàn)證碼的研究是小步前進(jìn)的，每次進(jìn)步都是已有成果上的小幅推進(jìn)，想要提出一種全新的驗(yàn)證碼，達(dá)到魯棒性和可用性的最佳平衡，目前來(lái)說(shuō)難度還很大。”高海昌說(shuō)，“但安全無(wú)小事，技術(shù)上不能開倒車，在未來(lái)，運(yùn)用指紋、虹膜等生物特征作為驗(yàn)證碼得到普及也有可能實(shí)現(xiàn)的一天。堅(jiān)持下去，驗(yàn)證碼的發(fā)展或許會(huì)有翻天覆地的變化?！?/p>
在這場(chǎng)“破”與“立”的拉鋸戰(zhàn)中，高海昌樂在其中。
（文/西電新聞網(wǎng)·付一楓）
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