CN108229127B - 预先产生验证数据以区分客户端的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种预先产生验证数据以区分客户端的系统及其方法，其通过判断预先设定的触发时机被满足时，产生验证数据，并在触发时机内接收到客户端的服务请求时，选择验证数据并传送被选择的验证数据中的验证图片到客户端，并依据被选择的验证数据中的验证码与客户端传回的校验码判断客户端为机器人或真人的技术手段，可以达成让网页服务器在大量客户端同时连接时减少使用CAPTCHA机制的负载的技术功效。

Description

预先产生验证数据以区分客户端的系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种客户端区分系统及其方法，特别是指一种预先产生验证数据以区分客户端为机器人或真人的系统及其方法。

背景技术

随着网络的发展，许多网站不再只提供信息的浏览，也提供各种网络服务，例如留言或进行交易等。这些网络服务大多需要使用者操作连接到网站的客户端输入数据。

为了避免网络服务被机器人(执行于计算机中的计算机程序)以暴力法大量产生假数据，因而造成网页服务器的管理者的困扰，这些网络服务在让使用者输入数据的表单中，通常会加入全自动区分计算机和人类的图灵测试(Completely Automated PublicTuring test to tell Computers and Humans Apart,CAPTCHA)的机制。CAPTCHA的机制通常会即时产生验证码以及计算机程序无法据以判断出验证码的验证图片，并使用会话(Session)数据记录连接至网页服务器的客户端的信息，藉以在客户端传回校验码时，依据客户端的信息读出验证码，并比对验证码与校验码来判断客户端为真人或机器人。

然而，由于CAPTCHA的机制需要即时产生验证码与验证图片，也需要记录客户端信息，因此，使用CAPTCHA的机制造成网页服务器需要花费一定的负载来服务客户端。一旦网页服务器在同一时间有大量的客户端连接使用，CAPTCHA的机制将严重影响网页服务器的效能。

综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在使用CAPTCHA的网页服务器在大量客户端同时连接时的效能将严重下降的问题，因此有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

有鉴于现有技术存在使用CAPTCHA的网页服务器在大量客户端同时连接时的效能将严重下降的问题，本发明遂揭露一种预先产生验证数据以区分客户端的系统及其方法，其中：

本发明所揭露的预先产生验证数据以区分客户端的系统，应用于网页服务器中，至少包含：时间设定模块，用以设定触发时机；数据产生模块，用以判断触发时机被满足时，随机产生包含验证码及对应验证图片的验证数据；数据选择模块，用以选择验证数据；传输模块，用以传送被选择的验证数据中的验证图片至客户端，及用以接收客户端所传送的校验码；验证模块，用以依据被选择的验证数据中的验证码及校验码是否相符判断客户端为机器人或真人。

本发明所揭露的预先产生验证数据以区分客户端的方法，应用于网页服务器，其步骤至少包括：设定触发时机；判断触发时机被满足时，随机产生至少一包含验证码及对应验证图片的验证数据；当接收到客户端的服务请求时，选择验证数据，并传送被选择的验证数据中的验证图片至客户端；接收客户端所传送的校验码；依据被选择的验证数据中的验证码及校验码是否相符判断客户端为机器人或真人。

本发明所揭露的系统与方法如上，与现有技术之间的差异在于本发明通过判断预先设定的触发时机被满足时，产生验证数据，并在触发时机内接收到客户端的服务请求时，选择验证数据并传送被选择的验证数据中的验证图片到客户端，并依据被选择的验证数据中的验证码与客户端传回的校验码判断客户端为机器人或真人，藉以解决现有技术所存在的问题，并可以达成减少大量客户端使用CAPTCHA机制的负载的技术功效。

附图说明

图1为本发明所提的预先产生验证数据以区分客户端的系统架构图。

图2为本发明所提的预先产生验证数据以区分客户端的方法流程图。

【符号说明】

100 网页服务器

110 时间设定模块

120 数据产生模块

130 数据选择模块

140 传输模块

150 验证模块

400 客户端

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的特征与实施方式，内容足以使任何本领域技术人员能够轻易地充分理解本发明解决技术问题所应用的技术手段并据以实施，藉此实现本发明可达成的功效。

本发明可以让网页服务器先行产生提供客户端辨识的验证图片，在客户端请求需要区分客户端是人类或是机器人的网页时，将现有产生的验证图片随着客户端请求的网页提供给客户端，并检查客户端随着表单数据一并传送给网页服务器的验证图片的辨识结果是否正确。也就是说，本发明可以让网页服务器将相同的验证图片提供给多个客户端，而不是为每一个不同的客户端都产生不同的验证图片，藉以降低网页服务器产生验证图片的负载，尤其在网页服务器同时间有大量客户端连接时，例如抢购活动，网页服务器可以不需要产生大量的验证图片而大幅度的降低负载。

本发明所提的验证图片可以让网页服务器辨识客户端是否为机器人或真人，也就是说，若客户端为机器人，则客户端无法有效的辨识出验证图片的内容，因此，传送给网页服务器的辨识结果也不会正确。

以下先以「图1」本发明所提的预先产生验证数据以区分客户端的系统架构图来说明本发明的系统运作。如「图1」所示，本发明的系统含有时间设定模块110、数据产生模块120、数据选择模块130、传输模块140、以及验证模块150。

时间设定模块110负责设定一个或多个触发时机。时间设定模块110所设定的触发时机可以表示一个特定的时间点，例如，触发时机可以一个特定的日期或特定的时间，也可以是一个被用来倒数的分钟数或秒数等。时间设定模块110所设定的触发时机也可以表示一段时间，例如，两个不同时间点或是两个被用来倒数的分钟数或秒数等。

时间设定模块110可以使用预设值来设定触发时机，也可以提供使用者设定触发时机。在部分的实施例中，时间设定模块110还可以依据网页服务器100的历史负载状况或当前负载状况设定触发时机。上述的网页服务器100的历史负载状况为可以用来表示网页服务器100的整体或部分元件在过去一段时间的负载(load)的数据，包含但不限于CPU负载、存储器使用量、连接数、网页请求量、回应时间等，但本发明并不以此为限。时间设定模块110可以分析网页服务器100的历史负载状况，藉以判断网页服务器100预期负载较高的时间段，并将触发时机设定为判断出的预期负载较高的时间段。时间设定模块110也可以在侦测到网页服务器100的整体或特定元件的当前负载状况持续偏高一段时间后，将当前的时间设定为触发时机。

数据产生模块120负责判断时间设定模块110所设定的触发时机被满足时，随机产生一组或多组验证数据，每一组验证数据中包含一个验证码及相对应的一张或多张验证图片。一般而言，数据产生模块120所产生的验证数据可以是网页服务器100的全域数据，藉以提供给所有客户端400共同使用。

数据产生模块120所产生的验证数据可以如CAPTCHA。也就是说，验证数据中的验证码可以由任意数量的字符(文字、阿拉伯数字、或符号)任意排列产生，验证数据中的验证图片可能呈现出各自经过形变与旋转的每一个字符，甚至验证图片所呈现出的不同字符可以部分的重叠、也可以被加入额外的线条等。另外，验证数据中的验证图片也可能不会呈现出被对应的验证码，而是呈现出表示特定场景的图片，且每一张图片对应到验证数据中的验证码的部分字符。此外，验证数据中的验证图片也可以表示一个问题，而验证码则可以是回答验证图片的问题的答案。

数据选择模块130负责由数据产生模块120所产生的各组验证数据中选出一组验证数据，也就是选出一组验证码以及相对应的验证图片。

数据选择模块130可以随机选择一组验证数据，也可以在一定时间内都选择同一组验证数据。数据选择模块130也可以先决定各组验证数据的排列顺序，并依据所决定的排列顺序依序选择一组验证数据，也就是依序选择一个验证码与相对应的验证图片。其中，若数据产生模块120仅产生一组验证数据，则数据选择模块130可以直接选择该组验证数据。

数据选择模块130也可以依据客户端400的装置区别数据选择验证数据。其中，本发明所提的装置区别数据可以被用来判断客户端400的差异，例如，装置区别数据可以是客户端400提供的坐标或经纬度数据、客户端400的网络地址、客户端400的MAC地址等客户端400所传送的请求中所包含的数据，装置区别数据也可以是依据客户端400的网络地址查询而得到的客户端400的网络提供者登记地点或网络提供者名称等依据客户端400所传送的请求中所包含的数据而获得的数据。

数据选择模块130可以在每一次选择验证数据后，将被选择的验证数据中的验证码以及客户端400的装置区别数据储存为一笔记录，并在每一次选择验证数据前，先至已储存的记录中搜寻客户端400的装置区别数据是否重复。若客户端400的装置区别数据没有重复，则数据选择模块130可以随机或以预定的规则或顺序选择一组验证数据，而若客户端400的装置区别数据重复，也就是客户端400的装置区别数据已经被储存为记录，则数据选择模块130所选择的验证数据中的验证码需要与被储存为记录中的验证码不同。另外，数据选择模块130也可以在一段时间后、客户端400结束连接后、或是网页服务器100完成客户端400的服务后，删除包含客户端400的装置区别数据与选择并传送给客户端400的验证码的记录，但数据选择模块130删除记录的时间并不以上述为限。

传输模块140负责接收所有客户端400所传送的服务请求，并传送与所接收到的服务请求对应的网页与数据至传送服务请求的客户端400。传输模块140也负责在传送网页及数据至客户端400时，将被数据选择模块130选择的验证数据中的验证图片一并传送至客户端400，并接收客户端400所传送的表单数据，其中客户端400所传送的表单数据包含校验码。包含于客户端400传送给网页服务器的表单数据中的校验码即为客户端400对验证图片的辨识结果，通常为任意数量的文字、数字、符号等字符任意排列而成，但本发明并不以此为限，例如，校验码也可以是数据选择模块130所选择的验证数据中所包含的特定图片的指示信息等。

验证模块150负责判断被数据选择模块130所选择的验证数据中的验证码与传输模块140所接收到的校验码是否相符。若是，表示传送校验码的客户端400为真人而非机器人，网页服务器100可以执行客户端400所请求的服务；若校验码与验证码不相符，表示客户端400可能是机器人，网页服务器100可以拒绝客户端400所请求的服务。

接着以一个实施例来解说本发明的运作系统与方法，并请参照「图2」本发明所提的预先产生验证数据以区分客户端的方法流程图。在本实施例中，假设网页服务器100可以提供线上购物的服务。

在网页服务器100提供客户端400服务的过程中，时间设定模块110可以设定触发时机(步骤210)。在本实施例中，假设网页服务器100接下来将有一波网络活动，网页服务器100的管理者预期网络活动可能对网页服务器100产生大量的负载，因此，可以通过时间设定模块110设定触发时间为网络活动开始前五分钟，持续一天。

在时间设定模块110设定触发时机后，网页服务器100可以继续提供客户端400服务，且数据产生模块120可以判断时间设定模块110所设定的触发时机是否被满足(步骤220)。在本实施例中，数据产生模块120也就是判断当前时间是否为活动开始前五分钟或是晚于活动开始前五分钟，也就是判断当前时间是否满足触发时机。若否，则数据产生模块120可以每隔一段时间，例如每隔一分钟或三十秒，再次判断触发时机是否被满足(步骤220)，直到触发时机被满足。

若数据产生模块120判断当前时间满足触发时机，则数据产生模块120可以随机产生包含验证码以及相对应的验证图片的验证数据(步骤230)。在本实施例中，假设数据产生模块120可以产生上百组全域(global)的验证数据备用。

在网络活动开始之后，传输模块140可以接收到客户端400所传送的服务请求(步骤240)。在本实施例中，客户端400在将欲购买的商品都加入购物车后，可以传送表示结账的服务请求至网页服务器100。

在传输模块140接收到客户端所传送的服务请求(步骤240)后，数据选择模块130可以由数据产生模块120所产生的验证数据中选择一组验证数据(步骤250)。在本实施例中，假设数据选择模块130可以依照各组验证数据被数据产生模块120产生的顺序，依序选择各组验证数据。

也就是说，数据选择模块130可以不论客户端400是否相同，在数据选择模块130第一次选择验证数据时，可以选择数据产生模块120所产生的第一组验证数据，当数据选择模块130再次选择验证数据时，可以选择数据产生模块120所产生的第二组验证数据，…，当数据选择模块130第一百次选择验证数据时，可以选择数据产生模块120所产生的最后一组验证数据，当数据选择模块130第一百零一次选择验证数据时，可以重新选择数据产生模块120所产生的第一组验证数据，依此类推。这表示，在此情况下，数据选择模块130为不同客户端400所选择的验证数据将会不同，不同客户端400所接收到的验证数据基本上不会相同。

另外，数据选择模块130也可以在第一次为客户端400选择验证数据时，选择数据产生模块120所产生的第一组验证数据，当数据选择模块130再次为同一客户端400选择验证数据时，可以选择数据产生模块120所产生的第二组验证数据，依此类推；但当数据选择模块130为另一客户端第一次选择验证数据时，不论为原本的客户端400选择到哪一组验证数据，都可以选择数据产生模块120所产生的第一组验证数据。换句话说，在此情况下，数据选择模块130为每一个不同客户端400选择的验证数据将会相同，也就是不同客户端400第一次接收到的验证数据会相同，第二次接收到的验证数据也会相同。

在数据选择模块130选择验证数据后，传输模块140可以传送数据选择模块130所选择的验证数据中的验证图片至发出服务请求的客户端400(步骤262)。在本实施例中，传输模块140可以将被选择的验证图片、购物商品数据、以及要求客户端400填写个人数据与付款数据的字段说明(也就是与服务请求对应的表单内容)一并传送至客户端400，使客户端400显示包含购物商品数据、各个字段说明、验证图片以及相对应的填写字段的表单。

在客户端400完成表单中个字段的填写并传回包含各个被填写的字段的表单数据后，传输模块140可以接收到客户端400所传送的包含校验码的表单数据(步骤266)，验证模块150可以判断数据选择模块130所选择的验证数据中的验证码是否与传输模块140所接收到的表单数据所包含的校验码相符(步骤282)。若验证数据与校验码相符，则网页服务器100可以依据所接收到的表单数据执行与客户端400所传送的服务请求相对应的服务程序(步骤286)，在本实施例中也就是购物程序，使得订单完成。

而若验证数据与校验码不相符，则数据选择模块130可以选择下一组待选择的验证数据(步骤250)，并由传输模块140再次将被选择的验证数据中的验证图片、表单内容、以及现有所接收到的表单数据传送至客户端400显示(步骤262)，使得客户端400重新输入校验码并再次传送表单数据至网页服务器100(步骤266)，直到验证模块150判断数据选择模块130所选择的验证数据中的验证码是否与传输模块140所接收到的表单数据所包含的校验码相符(步骤282)为止。实务上，验证模块150也可以计算客户端400所输入的校验码与验证码不相符的次数，并在客户端400输入的校验码与验证码不相符的次数达到预定值时，拒绝客户端400所请求的服务。

如此，网页服务器100可以在客户端400请求服务时，使用预先产生的验证数据判断各个客户端400是否为真人或是机器人，而不检查客户端400是否曾经连接到网页服务器100，不记录客户端400的数据，也不需要花费负载即时产生验证数据，较公知验证客户端是否为机器人的方式使用更少的资源与负载。因此，明显的，通过本发明，网页服务器100可以在大量客户端400请求服务时，以较低的负载维持区分客户端是否为机器人的功能。

上述的实施例中，数据选择模块130在选择一组包含验证码与相对应的验证图片的验证数据(步骤250)时，更可以依据客户端400的装置区别数据是否重复而选择相同或不同的验证图片，藉以避免让距离相近的客户端400获得相同的验证图片。

更详细的说，数据选择模块130可以先取得客户端400的装置区别数据，在本实施例中，数据选择模块130可以将客户端400的网络地址的网络识别码(Network ID)作为客户端400的装置区别数据，或是以客户端400的网络地址的前三组数字作为客户端400的装置区别数据。例如，当客户端400的网络地址为118.163.145.170时，数据选择模块130可以选择客户端400的装置区别数据为118.0.0.0或118.163.145.0。

在数据选择模块130取得客户端400的装置区别数据后，可以使用所取得的装置区别数据与在数据选择模块130选择识别数据后所储存的记录进行比对，若被储存的记录中包含数据选择模块130所取得的装置区别数据，则数据选择模块130所选择的识别数据中的识别码将不会与被储存的记录中所包含与装置区别数据对应的识别码相同，也就是选择包含不同识别码的识别数据。而若被储存的记录中没有包含数据选择模块130所取得的装置区别数据，则数据选择模块130可以以原先的规则选择识别数据。

如此，通过本发明，网页服务器100便可以依据客户端400请求服务时所传送的服务请求所包含的数据对客户端400进行分组，由于网页服务器100并不需要额外记录客户端400的数据，而是仅针对当前接收自客户端400的数据区分出可能被设置在附近的客户端400，并将不同的验证图片传送给可能在附近的客户端400，因此，网页服务器100并不需要花费太多资源与负载，同时也提高了以预先产生的验证数据判断客户端是否为机器人的可靠度。

此外，上述的实施例中，时间设定模块110除了提供网页服务器100的管理者设定触发时机之外，也可以分析网页服务器100的历史负载状况藉以预测网页服务器100负载较高的时间段，并将所判断出预期负载较高的时间段设定为触发时机，也可以在侦测到网页服务器100的当前负载状况持续偏高一段时间时，设定当前时间为触发时机。如此，在时间设定模块110完成触发时机的设定(步骤210)后，数据产生模块120可以判断时间设定模块110所设定的触发时机是否被满足(步骤220)，并在触发时机被满足后随机产生验证数据(步骤230)，藉以在网页服务器100的负载较高时通过本发明降低区分客户端400是否为机器人的功能的负载。

综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于具有判断预先设定的触发时机被满足时，产生验证数据，并在触发时机内接收到客户端的服务请求时，选择验证数据并传送被选择的验证数据中的验证图片到客户端，并依据被选择的验证数据中的验证码与客户端传回的校验码判断客户端为机器人或真人的技术手段，藉由此一技术手段可以解决现有技术所存在使用CAPTCHA的网页服务器在大量客户端同时连接时的效能将严重下降的问题，进而达成减少大量客户端使用CAPTCHA机制的负载的技术功效。

再者，本发明的预先产生验证数据以区分客户端的方法，可实现于硬件、软件或硬件与软件的组合中，亦可在计算机系统中以集中方式实现或以不同元件散布于若干互连的计算机系统的分散方式实现。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，惟所述的内容并非用以直接限定本发明的专利保护范围。任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，对本发明的实施的形式上及细节上作些许的更动润饰，均属于本发明的专利保护范围。本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种预先产生验证数据以区分客户端的方法，应用于一网页服务器，其特征在于，该客户端区分方法至少包含下列步骤：

设定一触发时机，设定该触发时机的步骤为分析该网页服务器的历史负载状况，并将所判断出预期的负载较高的时间段设定为该触发时机，或于侦测到该网页服务器的当前负载状况持续偏高时设定当前时间为该触发时机；

判断该触发时机被满足时，随机产生至少一验证数据，每一该验证数据包含一验证码及相对应的至少一验证图片；

当接收到一客户端的一服务请求时，选择一该验证数据，并传送该被选择的验证数据中的验证图片至该客户端；

接收该客户端所传送之一校验码；及

依据该被选择的验证数据中的验证码及该校验码是否相符判断该客户端为机器人或真人。

2.如权利要求1所述的预先产生验证码以区分客户端的方法，其特征在于，随机产生至少一验证数据的步骤是产生全域的各该验证数据。

3.如权利要求1所述的预先产生验证码以区分客户端的方法，其特征在于，选择一该验证数据的步骤为判断该客户端的一装置区别数据重复时，选择相异的一该验证数据。

4.如权利要求1所述的预先产生验证码以区分客户端的方法，其特征在于，选择一该验证数据的步骤为决定各该验证数据的一排列顺序，并依据该排列顺序依序选择一该验证数据。

5.一种预先产生验证码以区分客户端的系统，应用于网页服务器，其特征在于，该系统至少包含：

一时间设定模块，用以设定一触发时机，该时间设定模块是分析该网页服务器的历史负载状况，并将所判断出预期的负载较高的时间段设定为该触发时机，或于侦测到该网页服务器的当前负载状况持续偏高时设定当前时间为该触发时机；

一数据产生模块，用以判断该触发时机被满足时，随机产生至少一验证数据，其中，每一该验证数据包含一验证码及相对应的至少一验证图片；

一数据选择模块，用以选择一该验证数据；

一传输模块，用以传送该被选择的验证数据中的验证图片至该客户端，及用以接收该客户端所传送之一校验码；及

一验证模块，用以依据该被选择的验证模块中的验证码及该校验码是否相符判断该客户端为机器人或真人。

6.如权利要求5所述的预先产生验证码以区分客户端的系统，其特征在于，各该验证码及各该验证图片为该网页服务器的全域数据。

7.如权利要求5所述的预先产生验证码以区分客户端的系统，其特征在于，该数据选择模块更用以在判断该客户端的一装置区别数据重复时，选择相异的一该验证数据。

8.如权利要求5所述的预先产生验证码以区分客户端的系统，其特征在于，该数据选择模块更用以决定各该验证数据的一排列顺序，并依据该排列顺序依序选择一该验证数据。

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