“驗證碼的進步就是一個‘研究、破解、提升、再破解、再彌補’的過程，國際、國內(nèi)的許多公司常向我們尋求建議?！?013年，各大網(wǎng)站紛紛推出空心驗證碼，它打破了傳統(tǒng)的實心字體的模式，用輪廓線的空心字體替代。這樣當(dāng)多個字符重疊粘連的時候，機器識別度較差，但是人類仍然可以很好的識別。但高海昌發(fā)現(xiàn)，只需先將空心填充成實心字符，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)先算法對筆畫塊進行組合識別，尋求最優(yōu)解作為識別結(jié)果，此類驗證碼也可就此被破解。
“我們針對Yahoo、百度、新浪、騰訊、和中國移動在線支付網(wǎng)站的空心驗證碼分別取得了36%、51%、59%、89%和66%的成功率?！贝顺晒难芯课恼隆癟he robustness of hollow CAPTCHAs”被密碼學(xué)和信息安全領(lǐng)域享有崇高聲譽、公認(rèn)的頂級國際學(xué)術(shù)會議之一的ACM CCS 2013正式錄用，這也是中國大陸研究機構(gòu)首次有論文在這個高檔次會議上發(fā)表。
“Yahoo和騰訊等公司的空心驗證碼被攻破后，也主動聯(lián)系我們，希望我們能對其驗證碼改進提供幫助。如今，騰訊公司每當(dāng)推出新型驗證碼后，總會首先讓我的團隊試一試能否破解。”高海昌說，“驗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>
未來方向：“破”與“立”中守護互聯(lián)網(wǎng)安全
當(dāng)文本驗證碼被證明不再安全，尋找可使用簡便、安全性又高的新驗證碼，便成了高海昌目前工作的重點。“‘破’是為了更好地‘立’。想要設(shè)計新型的驗證碼，就需綜合考慮當(dāng)前圖像處理和人機交互領(lǐng)域的最新進展和成果，盡力挖掘出人類擅長處理而計算機AI算法不擅長的。”高海昌說，“這個過程中，最難的便是如何保證驗證碼不易被破解，同時還實現(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證碼。“現(xiàn)有計算機無法破解，方法也很簡單?！备吆２榻B說，“在背景圖片上自動生成幾個線條不連續(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，就構(gòu)成我們正在提出的新型圖形驗證碼。人類很容易分辨，計算機卻難以區(qū)分識別這些不規(guī)則幾何圖形的邊界?！苯?jīng)試驗，尚沒有計算機程序能有效破解高海昌團隊所提出的新驗證碼。人類數(shù)起來很簡單，又能有效阻擋惡意程序，在文本驗證碼被證明不再安全、深入研究失去意義時，這種巧妙的驗證碼或許為今后相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了一個值得深入探索的方向。
“缺點也并非沒有。因同一個圖片中圈的數(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，計算機存在通過多次猜測猜中驗證碼的可能。針對這種情況，我們將圖片的數(shù)量增加到5張，平均每張1到10個圈。如此，只需短短幾秒人類便可輕松通過驗證碼，同時安全性也大大提高?！蹦壳?，此驗證碼的研究文章已投給相關(guān)雜志。
盡管文字驗證碼已被證明不安全，但因其使用的便捷性，以及新型驗證碼機制的不成熟（如典型的12306圖像驗證碼），尚不可能完全被取代。“圖形驗證碼比文本驗證碼先進，這也是技術(shù)發(fā)展的趨勢。谷歌就推出了將任意圖片切成圓形生成驗證碼，然后將圖片旋轉(zhuǎn)，用戶在使用時只需將角度轉(zhuǎn)正即可。這種驗證碼機器識別難度同樣很大。某些網(wǎng)站也推出了手機短信驗證等新型驗證碼，這是文本或圖片驗證碼很好的替代方式，但對服務(wù)器要求頗高。”高海昌說。
“驗證碼的研究是小步前進的，每次進步都是已有成果上的小幅推進，想要提出一種全新的驗證碼，達(dá)到魯棒性和可用性的最佳平衡，目前來說難度還很大?！备吆２f，“但安全無小事，技術(shù)上不能開倒車，在未來，運用指紋、虹膜等生物特征作為驗證碼得到普及也有可能實現(xiàn)的一天。堅持下去，驗證碼的發(fā)展或許會有翻天覆地的變化?！?/p>
在這場“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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