CN106330439A - 验证码生成方法、生成装置及生成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种验证码生成方法、生成装置及生成系统，属于信息安全技术领域，该方法随机选取多个图形，可以重复选取同一图形，为图形着色，以进一步区分相同的图形，再从对应的问题池中选取问题，将图形和问题组合生成验证码。由于对人类语言的语义分析识别要达到很高的准确率，这种语义分析图片验证码，通过图形和语义分析相结合的方式，使得目前的破解图片验证码的技术手段和软件无法识别，在很大程度上保证了网络资源的公平使用。

Description

验证码生成方法、生成装置及生成系统
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，具体而言，涉及一种验证码生成方法、生成装置及生成系统。
背景技术
随着网络的日益普及，互联网已经深入到人们生活的各个角落，大量的日常业务和交易通过线上交易的方式完成，如买票、抢优惠券、网约计程车等业务。为了预防有些使用者恶意利用抢单软件大量不当使用网络资源，造成不公平竞争的现象，往往采用验证码技术来防止恶意抢单。
现在普遍使用的验证码包括纯数字或者汉字验证码、简单四则运算验证码，这一类的图片验证码目前通过OCR(Optical Character Recognition，光学字符识别)等图片识别技术手段都可以很容易地破解，无法起到防止恶意抢单的作用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种验证码生成方法、生成装置及生成系统，解决了现有技术中图片不易辨识和语义不易理解的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种验证码生成方法，包括：
从数据库中的任一图形池中随机选取多个图形，按预先设定的规则进行排列；所述数据库内预存有一个或多个图形池和问题池，所述图形池和所述问题池一一对应；
为被选取的图形着色；
从与所述图形池对应的问题池中随机选取一个问题；
将着色后的图形和所选取的问题组合，形成验证码。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
在被选取的图形或着色后的图形上设置字符显示区；
从预先设定好的字符范围内，选取一个字符放置在所述字符显示区内。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述字符包括数字或字母。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述图形池中的图形为线条图形，各个图形的文件大小均小于100KB。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述问题池中的问题涉及图形的形状、颜色或所述图形上的字符；问题池中的问题不超过30个字符。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述为被选取的图形着色，包括：
按照设定好的颜色规则，从预先设定好的颜色池内，选取颜色为不同的图形着色，每个图形只着一种颜色。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述方法应用于网约车司机接单过程中。
第二方面，本发明实施例还提供一种验证码生成装置，包括：
图形选取模块，用于从数据库中的任一图形池中随机选取多个图形，按预先设定的规则进行排列；所述数据库内预存有一个或多个图形池和问题池，所述图形池和所述问题池一一对应；
图形着色模块，用于为被选取的图形着色；
问题选取模块，用于从与所述图形池对应的问题池中随机选取一个问题；
验证码生成模块，将着色后的图形和所选取的问题组合，形成验证码。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：
字符设置模块，用于在被选取的图形或着色后的图形上设置字符显示区；从预先设定好的字符范围内，选取一个字符放置在所述字符显示区内。
第三方面，本发明实施例还提供一种验证码生成系统，所述系统包括第二方面提供的验证码生成装置和存储有一个或多个图形池和问题池的数据库。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例的验证码生成方法，随机选取多个图形，可以重复选取同一图形，为图形着色，以进一步区分相同的图形，再从对应的问题池中选取问题，将图形和问题组合生成验证码。由于对人类语言的语义分析识别要达到很高的准确率，这种语义分析图片验证码，通过图形和语义分析相结合的方式，使得目前的破解图片验证码的技术手段和软件无法识别，在很大程度上保证了网络资源的公平使用。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所提供的验证码生成方法的流程图；
图2为本发明另一实施例所提供的验证码生成方法的流程图；
图3为本发明一实施例所提供的验证码生成装置的结构框图；
图4为本发明另一实施例提供的验证码生成装置的结构框图；
图5为各种不同验证码的破解难易程度图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当前大量的日常业务和交易通过线上交易的方式完成，在完成线上交易的过程中，有些使用者可能会恶意利用抢单软件大量不当使用网络资源，造成不公平竞争的现象。例如，现在网约车的部分司机，在司机端所用手机上安装抢单器，通过订单类型或者上下车地址中的一些关键字，如机场、接送机、日租等关键字，可以识别区分出接送机、日租等高客单价的订单，对这些订单通过抢单器自动向后端服务器发送接单请求。
由于软件识别和自动发送请求比司机通过人工查看订单信息后手动点击接单速度上要快很多，因此会导致装了抢单器的司机可以获得大量的高客单价订单，而没有安装抢单器的司机则很难抢到这些订单，这种现象将直接影响到司机收入、同时在司机之间产生一种不公平，影响网约车的日常运营。
因此，为了在司机群体中实现一个相对公平的抢单环境，需要一个屏蔽抢单作弊器的手段。现在普遍使用的验证码如纯数字或者汉字验证码、简单四则运算验证码，很容易被抢单器破解，无法起到防止恶意抢单的作用。为了克服这种验证码容易被软件破解的缺陷，现在市场上出现了手机短信验证码，以及在电脑上使用的照片式图片验证码和纯语义验证码。但这三种验证码在实际使用过程中也各有缺点。
对于短信验证码方式，短信下发又不能保证100％的到达率以及到达的及时性，会影响交易的正常进行。例如，对于网约车司机来说，接单有时间限制，特别是在各种节假日短信高峰期，很容易出现由于司机手机不能及时收到短信而没法接单，从而会影响司机的正常业务。
对于类似于12306网站的照片式图片验证码，由于图片太小太模糊，在电脑上使用一般的网友都有很大的识别错误率，如果在手机等屏幕较小的移动终端上使用，更是无法辨别。特别是对于一些年纪偏大的中老人使用者来说，这种图片验证码，辨识难度太高，无法正常使用，从而影响正常交易操作的完成。
对于纯语义验证码方式，一般采用如下方式，例如，“请阅读题目后回答：小明很喜欢养鸟，邀请小雯去他们家看鸟，第一只鸟叫麻雀，第二只鸟叫喜鹊，第三只鸟叫扁鹊，第四只鸟叫灵鹊。小雯说：最后这一只以前没见过，能不能送给我？小明说：君子不夺人所爱，我愿意送给你第一只鸟。小雯说：不嘛，我就要最后这只。友尽……问题：小雯想要的这只鸟的名字是什么？”可见，这种纯语义验证码篇幅较长，不便在手机屏幕上进行显示，文字问题对不同人群来说难易差别太大，易产生不公平现象；对中老年使用者来说，阅读困难，理解耗时太长，使用不便，在很多场合都不适用，如在网约车司机端也不适用。
总之，上述的验证码验证方法存在不及时、图片不易辨识或阅读困难不易理解的问题。为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种验证码生成方法、生成装置及生成系统。下面逐一进行详细介绍。
实施例一
实施例一提供了一种验证码生成方法，图1示出了该方法的流程图。如图1所示，该验证码生成方法包括：
步骤S101，从数据库中的任一图形池中随机选取多个图形，按预先设定的规则进行排列；所述数据库内预存有一个或多个图形池和问题池，所述图形池和所述问题池一一对应；
步骤S102，为被选取的图形着色；
步骤S103，从与所述图形池对应的问题池中随机选取一个问题；
步骤S104，将着色后的图形和所选取的问题组合，形成验证码。
其中，在步骤S101中，图形池中的所有图形均应该简单，可以设计为线条图形，如物体的外形轮廓图或简笔画，应用于网约车情境中时，具体可以包括不同类型的飞机轮廓图、飞鸟轮廓图、轮船轮廓图、机动车轮廓图和非机动车轮廓图等。图形池内的图形大小均一固定，各个图形的文件大小均小于100KB，即使在较小的屏幕上显示时，依然能够清晰可辨，人工很容易识别。图形的排列规则可以预先设定为：采用M*N的方式放置多种不同的图形，如3行3列共9个格，每格放置一个图形，每种图形可以重复出现。同时设定验证码的UI和尺寸、以及每格使用图形的尺寸。
在步骤S102中，为被选取的图形着色，包括：按照设定好的颜色规则，从预先设定好的颜色池内，选取颜色为不同的图形着色，每个图形只着一种颜色，但相同的颜色可以出现在多个图形上。选取不同的颜色进行填充时，考虑到色盲。对于色盲无法分辨的两种颜色，在选取了第一种颜色之后，就不再选用第二种颜色。如对于红色和绿色，为避免红绿色盲无法分辨，在选取了红色之后，就不再选绿色为9个图形中的任一图形着色。
在步骤S103中，所述问题池中的问题涉及图形的形状或图形上所填充的颜色。预先可以结合图形的形状或图形上所填充的颜色，生成简短且很容易让人理解和解答的问题，放入问题池中。问题池中的问题通用且言简意赅，每个问题都不超过30个字符，通过语义分析，很容易理解。如问题可以是：图中第一行第一列是什么图形？图中有几架飞机？图片中有多少可以飞的图案？图中有几驾蓝色的飞机等。这些问题虽然简单，但由于包含语义分析在内，这样即使抢单器可以识别出图上的图形、颜色，但由于存在语义分析，使得一般带OCR图片识别功能的作弊器也无法得出正确答案。
通过对同一组图片匹配不同问题，和用同一个问题匹配不同的图片，可以简单大量生成所需数量的实际图片验证码。这种验证码中的图形线条简单，容易辨识，问题简短，容易理解，又不会被软件破解，非常适合应用于网约车司机接单过程中，当然也可以应用于抢红包、抢票等其他活动过程中。
实施例二
实施例二，在实施例一的基础上，提供了一种更难破解的验证码生成方法，图2示出了该方法的流程图。如图2所示，该验证码生成方法包括：
步骤S101，从数据库中的任一图形池中随机选取多个图形，按预先设定的规则进行排列；所述数据库内预存有一个或多个图形池和问题池，所述图形池和所述问题池一一对应；
步骤S102，为被选取的图形着色；
步骤S201，在被选取的图形或着色后的图形上设置字符显示区；
步骤S202，从预先设定好的字符范围内，选取一个字符放置在所述字符显示区内；
步骤S103，从与所述图形池对应的问题池中随机选取一个问题；
步骤S104，将图形和所选取的问题组合，形成验证码。
其中，步骤S201和步骤S202可以在步骤S102之前执行，也可以在步骤S102之后执行。步骤S202中，所述字符包括数字或字母。如数字范围可以为1～99之间，字母范围可以在26个字母之内。在不同的图形上，可以放置不同的字符；字符要求清晰可辨，容易识别。
在步骤S103中，所述问题池中的问题涉及图形的形状或图形上所填充的颜色、图形上的字符。如问题可以是：图片上某种物品有多少个？、图片上第一行第二个图案中间的数字是多少？图片中有多少可以飞的图案等。这些问题虽然简单，但由于包含语义分析在内，这样即使抢单器可以识别出图上的图形、颜色，但由于存在语义分析，使得一般带OCR图片识别功能的作弊器也无法得出正确答案。
通过对同一组图片匹配不同问题，和用同一个问题匹配不同的图片，可以简单大量生成所需数量的实际图片验证码。这种验证码中的图形线条简单，容易辨识，问题简短，容易理解，又不会被软件破解，非常适合应用于网约车司机接单过程中，当然也可以应用于抢红包、抢票等其他活动过程中。在司机抢单过程中应用时，网络服务器将图形与问题随机组合生成一张语义分析图片验证码，发送到司机的手机端供司机抢单时进行人工操作验证，借以屏蔽作弊器。
实施例三
本实施例提供了一种与实施例一相对应的验证码生成装置，如图3所示，该装置包括图形选取模块301、图形着色模块302、问题选取模块303、验证码生成模块304。图形选取模块301，用于从数据库中的任一图形池中随机选取多个图形，按预先设定的规则进行排列；
图形着色模块302，用于为被选取的图形着色；
问题选取模块303，用于从与所述图形池对应的问题池中随机选取一个问题；
验证码生成模块304，将着色后的图形和所选取的问题组合，形成验证码。
实施例四
本实施例提供了一种与实施例二相对应的验证码生成装置，如图4所示，该装置包括图形选取模块301、图形着色模块302、字符设置模块401、问题选取模块303、验证码生成模块304。图形选取模块301，用于从数据库中的任一图形池中随机选取多个图形，按预先设定的规则进行排列；
图形着色模块302，用于为被选取的图形着色；
字符设置模块401，用于在被选取的图形或着色后的图形上设置字符显示区；从预先设定好的字符范围内，选取一个字符放置在字符显示区内。
问题选取模块303，用于从与所述图形池对应的问题池中随机选取一个问题；
验证码生成模块304，将着色后的图形和所选取的问题组合，形成验证码。
图5示出了不同的验证码的破解难易程度。图5中内圈的验证码形式容易破解，越向外圈，越难破解。即只有图形的验证码最容易破解，加了颜色的图形破解难度增加一些。着色的图形与问题结合后，比较难破解，现有的破解软件无法破解，在图形上添加字符后，更增加了安全系数。
实施例五
本实施例提供了一种验证码生成系统，该系统包括实施例3或实施例4所述的验证码生成装置和存储有一个或多个图形池和问题池的数据库。数据库中的图形池和问题池一一对应。数据库中还可以存储有颜色池和存储字符范围的字符池。
目前在图片验证码的应用中，还没有大范围的使用语义分析图片验证码，特别是综合了图形、颜色、数字和语义分析后，随机组合生成的图片验证码，这种技术方法更没有被发掘使用。
本发明实施例结合图形、颜色、数字以及语义分析，将图片验证码进一步升级到语义分析层面，综合生成语义分析图片验证码这种技术手段，可以在保证人类视觉可辨识的前提下，进一步提高抗机器程序破解的能力，逐渐成为防破解和提高安全性的重要手段。
本发明实施例提供的验证码生成方法、验证码生成装置和验证码生成系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种验证码生成方法，其特征在于，包括：
从数据库中的任一图形池中随机选取多个图形，按预先设定的规则进行排列；所述数据库内预存有一个或多个图形池和问题池，所述图形池和所述问题池一一对应；
为被选取的图形着色；
从与所述图形池对应的问题池中随机选取一个问题；
将着色后的图形和所选取的问题组合，形成验证码。
2.根据权利要求1所述的验证码生成方法，其特征在于，所述方法还包括：
在被选取的图形或着色后的图形上设置字符显示区；
从预先设定好的字符范围内，选取一个字符放置在所述字符显示区内。
3.根据权利要求2所述的验证码生成方法，其特征在于，所述字符包括数字或字母。
4.根据权利要求1所述的验证码生成方法，其特征在于，所述图形池中的图形为线条图形，各个图形的文件大小均小于100KB。
5.根据权利要求1或2所述的验证码生成方法，其特征在于，所述问题池中的问题涉及图形的形状、颜色或所述图形上的字符；问题池中的问题不超过30个字符。
6.根据权利要求1所述的验证码生成方法，其特征在于，所述为被选取的图形着色，包括：
按照设定好的颜色规则，从预先设定好的颜色池内，选取颜色为不同的图形着色，每个图形只着一种颜色。
7.根据权利要求1或2所述的验证码生成方法，其特征在于，所述方法应用于网约车司机接单过程中。
8.一种验证码生成装置，其特征在于，包括：
图形选取模块，用于从数据库中的任一图形池中随机选取多个图形，按预先设定的规则进行排列；所述数据库内预存有一个或多个图形池和问题池，所述图形池和所述问题池一一对应；
图形着色模块，用于为被选取的图形着色；
问题选取模块，用于从与所述图形池对应的问题池中随机选取一个问题；
验证码生成模块，将着色后的图形和所选取的问题组合，形成验证码。
9.根据权利要求8所述的验证码生成装置，其特征在于，所述装置还包括：
字符设置模块，用于在被选取的图形或着色后的图形上设置字符显示区；从预先设定好的字符范围内，选取一个字符放置在所述字符显示区内。
10.一种验证码生成系统，其特征在于，所述系统包括权利要求8所述的验证码生成装置和存储有一个或多个图形池和问题池的数据库。
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