为什么网站需要验证码？

做点科普，为啥网民输入个东西，会冒出验证码，以及，验证码为啥会越来越变态。 懂这方面技术的同学也可以忽略本文。



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技术背景的童鞋大概都知道，非技术背景的可能需要了解一下，验证码的目的，是将真正的人类，和机器区分出来，什么意思呢？ 各种程序，模拟器，可以模拟人的行为，自动完成登录，购买等行为，这就带来了严重的问题，简单说有如下几项

第一，可能导致暴力密码破解和撞库攻击，攻击者可以通过程序高频次大量测试帐号密码的登录行为，如果攻击者通过彩虹库获得海量用户信息，可能导致目标系统的大量用户帐号密码被识别，导致帐号内资产失窃或重要内容泄露。许多巨头都面对过这个问题。

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第二，刷票，刷单行为，对紧缺资源，秒杀，优惠券等内容，机器程序可以模拟人的行为快速海量的进行尝试，从而短时间内将这些资源一扫而空，导致正常访问人群无法购买或拿到这样的资源和产品。

实际上，服务端的验证程序，是无法判别，这个请求，来自于人类，还是另一个程序，那么，就需要有一种手段，来做这样的判别，除了一些常规的手段，（比如单一ip限制，cookie限制，基于统计规律的限制，但并非无懈可击），最常用的就是验证码，系统服务端生成一个验证码，让客户端以图片方式展示，人的肉眼识别并给出答案，服务端验证，从而排除机器人的影响，保障系统安全。

但是，所谓道高一尺，魔高一丈，验证码最早是简单的图片数字，或图片文字，然而，强大的OCR技术早已看穿了一切，网上都有开源的验证码自动识别程序。所以现在验证码就会变得越来越变态，越来越复杂。 不知道各位有没有注意，包括腾讯，以及谷歌，验证码的识别难度都特别巨大，每次都让我觉得自己老眼昏花感慨不已。🧑‍🌾‌🥾✏🤬🤌

当ocr技术越来越牛的时候，验证码就开始出现了新的逻辑，比如，让你做一个数学计算，让你做一个多选题。 但是不是这样就可以战胜机器人呢？ 很遗憾，依然不够充分。

ocr既然能识别数字和字符，加上一些定义匹配的特征，就可以识别一些计算符号，不管是数学计算符号，还是中文计算描述，哪怕是汉语拼音，都可以被识别并在程序中自动完成。

🤟🎢🦀⁉🐻‌那么，如12306这样的验证码，是不是程序就完全没辙了呢。纯粹的程序，的确是这样，然而，对于有心的开发者而言，此事并非无解，简单说就是，程序+人力，穷举。什么意思呢？将所有出现过的图片通过人工识别打上标签（12306的验证图片不可能是无穷的吧，也不可能是随时更新的吧，只要图片是有限度的，更新是有时间周期的，那么就是有空可钻的），那么当标签和图片都入库后，程序就可以自动识别和选择。（当然，可能图片出现的时候会随机加一些水印或其他处理防止程序识别，但过滤这些处理的程序也是有的，问题是目前不确定12306是否有这样做） ，一次人工识别的成本，刷票程序就可以正常工作了。 这样就存在一种可能性，就是这种变态的验证码，到最后，防了君子，却很可能依然防不住刷票工具。

其实说来这事12306的确有点冤枉，因为去年几个互联网公司各个宣称自己实现了刷票插件，大家集体轮奸12306，不但人为加剧了订票网站的系统负载，而且也带来了订票的不公平性。今年这趋势，看来12306依然在劫难逃，所以，只好出此下策，但我的判断是，机关算尽然并卵，反而被各路网民和段子手讲个没玩。

那么，区分机器人，是否真的无解，或者真的难于上青天呢？🧑‍🌾‍👖📮😚🙏

这是今天的开放性问题。

其实我还遇到过一些设计不错的验证码，比如，提供了一个可以拖拉的小button，提示拖到指定位置。 比如，一个简单的小拼图游戏，让你完成正确组合。但是，是否就能够规避程序的识别？我个人认为，依然不是很有把握。识别人与机器的工作，依然是一个特别艰巨的任务，而且随着人工智能技术的发展，这个任务可能会越来越难，兼顾用户的操作顺畅性和对机器的过滤，也会格外的艰难。
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在无法彻底规避机器识别的情况下，常见的可行策略是，增加用户的输入成本，来减少机器人的比较优势。

比如说，时间成本，让用户必须等待10秒才可以输入，而服务端也会校验界面展示和输入完成的确认时间（服务端必须校验，否则就只过滤了正常用户，而放过了刷票用户），可以有效防止黄牛刷票（输入成本变高，但不能杜绝）。

比如说，短信验证码，同一个手机一分钟内只能收一份预定短信，但据说目前存在一些可以大量申请更换垃圾手机号码的软件，不确定是否可行。

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有更好的设想，也欢迎留言。 至少目前，我看到的是，google还在用变态的验证码考验我的视觉。（多次密码输入错误后出现，在兼顾用户正常操作和防止机器人之间寻求平衡）。


如何在兼顾用户易用性的同时，快速有效识别程序和人类的行为，是一个行业经典难题，其应用场景不仅仅是12306，还包括邮箱（撞库），微博（撞库），即时通讯（撞库，外挂工具，刷状态工具），电子商务（秒杀，限购，刷优惠券），以及游戏（很多原本很好的游戏策略被外挂玩死，这种案例数不胜数）。 谁能有完美思路彻底攻克这个问题，我个人认为，值得一个图灵奖。
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作者|caozsay