CN112836185B - 用户验证方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用户验证方法及系统，属于互联网技术领域。本方法中，验证服务器接收到验证请求后，将验证问题和答题图片反馈给客户端，并缓存答案文字位置列表，答题图片包括组成正确答案文字和干扰文字，在用户点选答题图片上的文字后，产生点击位置列表；验证服务器将点击位置列表与答案文字位置列表对比，完成验证。由于该对比的方式既包含语义验证又包含了语序验证，从而大大增加了机器破解的难度，答案文字和干扰文字混合组成的备选项又加大了人工打码破解的难度，从而大幅提升了验证方法的安全性。

Description

用户验证方法及系统

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别涉及身份认证技术领域，具体是指一种用户验证方法及系统。

背景技术

现有技术中，大部分人机验证系统用的是输入式验证，包括输入数字、字母、汉字等，此类验证系统在大数据时代之前被广泛使用，但是大数据以及机器学习的出现使得此类验证形同于无。于此同时，部分专业公司开发了拖动式、点选式等验证系统，但是由于验证系统本身的一些缺陷以及黑产生态链的利益驱使，导致打码平台(机器识别、人工打码)的出现，使得大部分第三方公司的通用验证系统被破解，甚至部分第三方平台的验证系统破解脚本随处可得。此类第三方公司的验证系统自然也失去了安全性。

因此，如何提供一种新型验证方案，能够有效阻挡机器识别、人工打码等打码手段，防止黄牛等黑产生态链，成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效阻挡机器识别、人工打码等打码手段，大幅提高安全性的用户验证方法及系统及存储介质。

为了实现上述的目的，本发明的用户验证方法应用于验证服务器，包括以下步骤：

接收验证请求；

从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求，并将答案读取至缓存，所述的答题图片包括背景图片和显示于该背景图片的不同位置上的多个文字，所述的多个文字包括组成正确答案的答案文字以及组成干扰答案的干扰文字，所述的答案为答案文字位置列表，该答案文字位置列表为根据答案内容的文字顺序确定的所述答案文字在所述背景图片上的坐标列表；

接收答题信息，所述的答题信息为点击位置列表；

将所述的点击位置列表与所述的答案文字位置列表对比，产生并反馈验证结果。

该用户验证方法中，所述的从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求，具体包括：

从所述的验证题库中随机选择一个验证题，获取该验证题对应的验证问题、答题图片和答案；

将所述的验证问题和答题图片反馈至所述的验证请求的发送端；

将所述的答案读取至缓存，并设置答案有效期。

该用户验证方法中，将所述的点击位置列表与所述的答案文字位置列表对比，产生验证结果，具体包括：

判断答题时间是否在所述答案有效期内，若否，则判断为验证错误；若是，则进入下一步骤；

依序将所述的点击位置列表中的每一项与所述的答案文字位置列表中的对应项进行比对，若全部匹配，则验证通过；若有一项不匹配，则判断为验证错误；

将验证结果反馈至所述的验证请求的发送端。

该用户验证方法中，所述的匹配是指，所述的点击位置与其对应的答案文字位置之间的距离小于单个答案文字对角线长度的一半。

该用户验证方法中，所述的验证题具有对应的生效时间，所述的从所述的验证题库中随机选择一个验证题，具体为：

在所述的验证题库中随机选择一个已到生效时间的验证题。

该用户验证方法，在所述从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求之前，还包括：

指定验证问题、正确答案、干扰答案、背景图片以及生效时间；

根据所述的正确答案、干扰答案和背景图片生成所述的答题图片及答案文字位置列表；

将所述的验证问题、答题图片、答案文字位置列表、生效时间存入所述的验证题库。

该用户验证方法中，根据所述的正确答案、干扰答案和背景图片生成所述的答题图片及答案文字位置列表，具体为：

识别所述背景图片的颜色集合；

基于所述的颜色集合，通过计算颜色距离确定正确答案和干扰答案的文字颜色；

利用所确定的文字颜色将所述的正确答案和干扰答案的全部文字写到所述背景图片上；

根据所述正确答案的全部文字在所述背景图片上的位置生成所述的答案文字位置列表。

该用户验证方法中，所述的识别所述背景图片的颜色集合，具体为：

将所述的背景图片分为若干区域，识别各区域的主要颜色，将各区域的主要颜色组成所述的颜色集合；

所述的基于所述的颜色集合，通过计算颜色距离确定正确答案和干扰答案的文字颜色，具体为：

根据各区域的主要颜色，通过计算颜色距离确定对应区域的可用颜色范围；

所述的利用所确定的文字颜色将所述的正确答案和干扰答案的全部文字写到所述背景图片上，具体为：

将所述的正确答案和干扰答案的全部文字分别指定到各自对应的某一区域，根据该区域的可用颜色范围确定文字颜色，将确定文字颜色后的文字写入到对应的区域中。

该用户验证方法中，所述的根据各区域的主要颜色，通过计算颜色距离确定对应区域的可用颜色范围，具体为：

在某一区域的主要颜色的相同或相近色系中选择可与主要颜色区分的颜色确定为该区域的可用颜色范围。

本发明还提供一种用户验证方法，该方法应用于用户端，包括以下步骤：

根据用户操作发送验证请求；

接收并显示根据该验证请求反馈的验证问题和答题图片，所述的答题图片包括背景图片和显示于该背景图片的不同位置上的多个文字，所述的多个文字包括组成正确答案的答案文字以及组成干扰答案的干扰文字；

用户根据所述的验证问题，在所述的答题图片上点选组成答题信息的文字，根据点选顺序，生成点击位置列表；

将所述的点击位置列表发送至所述的验证请求的响应端；

接收验证结果。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的用户验证方法。

本发明还提供一种用户验证系统，包括验证服务器，所述的验证服务器包括处理器和存储器，所述的存储器上存储有计算机程序，该验证服务器通过网络连接用户端，该计算机程序被所述的处理器执行时，通过所述验证服务器与所述用户端之间的交互，实现上述的用户验证方法。

采用了该发明的用户验证方法及系统和存储介质，其方法中，首先，在验证服务器接收到验证请求后；从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈给客户端，并缓存答案文字位置列表，答题图片包括背景图片和显示于该背景图片的不同位置上的多个文字，文字包括组成正确答案的答案文字以及组成干扰答案的干扰文字，在用户点选答题图片上的文字后，产生点击位置列表；验证服务器将点击位置列表与答案文字位置列表对比，完成验证。由于点击位置列表与答案文字位置列表对比的形式既包含语义验证又包含了语序验证，从而大大增加了机器破解的难度，另外，答案文字和干扰文字混合组成的答题备选项又加大了人工打码破解的难度，从而大幅提升了验证方法的安全性。且本发明的用户验证方法应用方式简便，应用成本低廉，应用范围也十分广泛。

附图说明

图1为本发明的用户验证方法的流程图；

图2为本发明的用户验证方法在实际应用中的时序图；

图3为本发明的用户验证系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，为本发明的用户验证方法的流程图。

在一种实施方式中，该用户验证方法包括：

用户端根据用户操作发送验证请求；

验证服务器接收验证请求；

验证服务器从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求，并将答案读取至缓存，所述的答题图片包括背景图片和显示于该背景图片的不同位置上的多个文字，所述的多个文字包括组成正确答案的答案文字以及组成干扰答案的干扰文字，所述的答案为答案文字位置列表，该答案文字位置列表为根据答案内容的文字顺序确定的所述答案文字在所述背景图片上的坐标列表；

用户端接收并显示根据该验证请求反馈的验证问题和答题图片；

用户根据所述的验证问题，操作用户端，在所述的答题图片上点选组成答题信息的文字，根据点选顺序，生成点击位置列表，并发送；

验证服务器接收答题信息，所述的答题信息为点击位置列表；

验证服务器将所述的点击位置列表与所述的答案文字位置列表对比，产生验证结果后反馈至客户端。

相较于现有技术，该实施方式的用户验证方法，首先验证服务器可以直接从验证题库中获取验证问题和答题图片相应验证请求，将验证码(验证问题和答题图片)的生成和获取过程解耦，减少了答题图片处理的时间，降低了用户的请求访问耗时，用户体验更佳。同时将用户答题时的点击位置列表与答案文字位置列表对比的验证方法，实现了答案内容语义与语序的组合验证方式，结合答题图片中包括的干扰文字，大大增加了机器破解的难度，有效提高了验证的安全性。在一种优选的实施方式中，所述的从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求，具体包括：

从所述的验证题库中随机选择一个验证题，获取该验证题对应的验证问题、答题图片和答案；

将所述的验证问题和答题图片反馈至所述的验证请求的发送端；

将所述的答案读取至缓存，并设置答案有效期。将所述的点击位置列表与所述的答案文字位置列表对比，产生验证结果，具体包括：

判断答题时间是否在所述答案有效期内，若否，则判断为验证错误；若是，则进入下一步骤；

依序将所述的点击位置列表中的每一项与所述的答案文字位置列表中的对应项进行比对，若全部匹配，则验证通过；若有一项不匹配，则判断为验证错误；

将验证结果反馈至所述的验证请求的发送端。

该实施方式可以保证在进行验证时直接从缓存获取答案，使验证过程所需时间更短，另外答案有效期的设置也进一步提升了验证过程的安全性。

所述的匹配是指，所述的点击位置与其对应的答案文字位置之间的距离小于单个答案文字对角线长度的一半。可以确保只要用户点击在合理的范围内都可以识别所点击的文字，不会由于点击不够精确而导致的验证失败。

所述的验证题具有对应的生效时间，所述的从所述的验证题库中随机选择一个验证题，具体为：

在所述的验证题库中随机选择一个已到生效时间的验证题。

生效时间的设定可以实现验证题的经常性替换，从而进一步提升安全性。

在另一种优选的实施方式中，在所述从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求之前，还包括：

指定验证问题、正确答案、干扰答案、背景图片以及生效时间；

根据所述的正确答案、干扰答案和背景图片生成所述的答题图片及答案文字位置列表；

将所述的验证问题、答题图片、答案文字位置列表、生效时间存入所述的验证题库。

验证服务器通过该过程预设验证题库，为将验证码(验证问题和答题图片)的生成和获取过程解耦提供条件，降低了用户的请求访问耗时，提升用户体验。

在进一步优选的实施方式中，根据所述的正确答案、干扰答案和背景图片生成所述的答题图片及答案文字位置列表，具体为：

识别所述背景图片的颜色集合；

基于所述的颜色集合，通过计算颜色距离确定正确答案和干扰答案的文字颜色；

利用所确定的文字颜色将所述的正确答案和干扰答案的全部文字写到所述背景图片上；

根据所述正确答案的全部文字在所述背景图片上的位置生成所述的答案文字位置列表。

该实施例的过程保证正确答案和干扰答案的全部文字分别位于背景图片上的合适位置，不会在图片之外，也不会相互重叠，可以产生有效的答案文字位置列表。

在一个例子中，所述的识别所述背景图片的颜色集合，具体为：

将所述的背景图片分为若干区域，识别各区域的主要颜色，将各区域的主要颜色组成所述的颜色集合，主要颜色指区域内所占面积最大的颜色/色系；

所述的基于所述的颜色集合，通过计算颜色距离确定正确答案和干扰答案的文字颜色，具体为：

根据各区域的主要颜色，通过计算颜色距离确定对应区域的可用颜色范围；

所述的利用所确定的文字颜色将所述的正确答案和干扰答案的全部文字写到所述背景图片上，具体为：

将所述的正确答案和干扰答案的全部文字分别指定到各自对应的某一区域，根据该区域的可用颜色范围确定文字颜色，将确定文字颜色后的文字写入到对应的区域中。

所述的根据各区域的主要颜色，通过计算颜色距离确定对应区域的可用颜色范围，具体为：

在某一区域的主要颜色的相同或相近色系中选择可与主要颜色区分的颜色确定为该区域的可用颜色范围。

在这个例子中，识别各区域的主要颜色的目的在于确定对应区域的可用颜色范围，采用颜色距离算法所确定的可用颜色范围保证了文字颜色与所在区域的背景图片主要颜色相同或相近似，从而使文字可通过肉眼识别，但难以通过机器识别。由此防止机器破解，提升验证的安全性。

本发明还提供一种用户验证系统和一种计算机可读存储介质。该用户验证系统如图3所示，包括验证服务器，所述的验证服务器包括处理器和存储器，所述的存储器即为所述的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。该验证服务器通过网络连接用户端，当所述的计算机程序被所述的处理器执行时，通过所述验证服务器与所述用户端之间的交互，实现上述各实施方式所述的用户验证方法。

以下通过各实施例说明本发明的用户验证方法在实际应用中的实现方式：

实施例1

以电商平台进行秒杀、抢购、抽奖等业务时需要进行用户身份验证为例。

本发明的用户验证方法在实际应用中的时序图如图2所示。

首先，用户根据与业务服务器交互进行抢购下单，此时需要进行用户身份验证，以保证下单为真人操作，避免黄牛党等利用外挂进行抢购。由此进入以下的验证过程：

1)用户向验证服务器请求获取验证码，验证服务器读取缓存并比对生效时间，如未到生效时间，直接返回空，如已到生效时间，进入步骤2。

2)验证服务器在验证题库中随机获取一个验证题目并返回答题图片地址、验证问题，同时针对本次获取请求，缓存正确答案坐标列表，并设置答案列表有效期；答题图片包括背景图片和显示于该背景图片的不同位置上的多个文字，所述的文字既包括组成正确答案的答案文字，还包括组成干扰答案的干扰文字，所述的正确答案坐标列表(答案文字位置列表)为根据答案内容的文字顺序确定的所述答案文字在所述背景图片上的坐标列表；

例如：验证题目是“中国地图形似哪种动物？”

正确答案内容是“公鸡”。干扰答案可能包括“母鸡”、“公牛”、“公主”等等。答题图片就会在背景图片的不同位置上分别显示“公、母、牛、主、鸡”等字。该题的答案文字位置列表就包括“公、鸡”两字在背景图片上的位置坐标，如(Xa,Ya)、(Xb,Yb)。

3)用户端根据返回的答题图片地址、验证问题，加载答题图片到页面。

4)用户根据问题，在答题图片上按顺序点击答案文字，页面记录点击坐标列表并提交到验证接口。同样以上述题目为例，如果用户点击了“公、鸡”两字，其点击坐标列表为(X1,Y1)、(X2,Y2)。

5)验证服务器先判断缓存中的正确答案是否在有效期，如已过期，则直接判断用户验证错误，如在有效期内，按顺序验证用户点击坐标列表是否匹配答案坐标列表，若都符合，则判定用户验证通过，若有一项不匹配，则判定用户验证错误。

在上述题目中，即比对(X1,Y1)与(Xa,Ya)是否匹配，且(X2,Y2)与(Xb,Yb)是否匹配。具体来说，匹配是指点击位置与其对应的答案文字位置之间的距离小于单个答案文字对角线长度的一半。如果“公”字中心位置为(Xa,Ya)，点击位置(X1,Y1)，生成的字对角线长diagonal_length＝6mm，则当(X1,Y1)在以(Xa,Ya)为圆心，diagonal_length/2为半径，即3mm的圆内时，该点击坐标与答案坐标匹配成功。

由此完成验证过程。

该方法的实现基于图像处理基础组件、数据库(如Mysql、Oracle)、集中式内存缓存服务(如Redis、Memcache)、本地内存缓存(比如GuavaCache)等。

利用该方法，在电商平台的秒杀、抢购、抽奖等业务中，可以有效拦截科技党、黄牛等黑产生态链，保障了业务的健康发展。

实施例2

在实施例1的验证过程之前，还可以包括以下验证题库的生成过程。

1)通过后台指定题目、正确答案、干扰答案、背景图片以及生效时间，题目、正确答案和干扰答案可以如实施例1所述。

2)对正确答案和干扰答案分割文字并对每个文字计算一个随机位置，识别位置区域背景图颜色集合，通过计算颜色距离，获取合适的文字颜色并写到背景图片指定位置，需保证文字不重叠、不出背景图片边框。

3)按顺序记录答案文字的每个字中心点在背景图片上的坐标，图片左上为P0(X0,Y0)；

4)写字后的图片上传到图片服务器，记录图片地址、答案坐标列表(P1(X1,Y1)，P2(X2,Y2)……)到数据库，定时任务加载所有验证码信息到缓存。

通过该实施例2，将验证码的生成过程和获取过程解耦，并定时主动加载到缓存中，用户请求时直接从缓存获取，减少了图片处理的时间，从而减少了用户的请求访问耗时，特别适用于秒杀、抢购等高并发应用场景，避免网络拥堵，提升了用户体验。

实施例3

与上述实施例2的区别在于，可以将背景图片分为若干区域，识别各区域的主要颜色，形成颜色集合；进一步根据各区域的主要颜色，通过计算颜色距离确定对应区域的可用颜色范围；将正确答案和干扰答案的全部文字分别指定到各自对应的某一区域，根据该区域的可用颜色范围确定文字颜色，将确定文字颜色后的文字写入到对应的区域中。可以选择与该区域主要颜色的相同或相近色系中通过肉眼可与主要颜色区分的颜色确定为该区域的可用颜色范围。由此，一方面可以使文字与背景色更为接近，另一方面实现了分区域的颜色识别和颜色距离计算，确定不同区域的可能颜色范围，大幅提升了机器识别的难度，进一步增加验证的安全性。

实施例4

与上述实施例的区别在于，验证题库中题目可以是与业务相关的题目。例如：“本次抢购的手办角色名称是什么？”、“近期电商平台举办的线下漫展名称是什么？”等等，并根据业务的不同进行匹配和更新。从而避免通过机器自学习等手段实现机器认证，进一步增加验证的安全性。

采用了该发明的用户验证方法及系统和存储介质，其方法中，首先，在验证服务器接收到验证请求后；从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈给客户端，并缓存答案文字位置列表，答题图片包括背景图片和显示于该背景图片的不同位置上的多个文字，文字包括组成正确答案的答案文字以及组成干扰答案的干扰文字，在用户点选答题图片上的文字后，产生点击位置列表；验证服务器将点击位置列表与答案文字位置列表对比，完成验证。由于点击位置列表与答案文字位置列表对比的形式既包含语义验证又包含了语序验证，从而大大增加了机器破解的难度，另外，答案文字和干扰文字混合组成的答题备选项又加大了人工打码破解的难度，从而大幅提升了验证方法的安全性。且本发明的用户验证方法应用方式简便，应用成本低廉，应用范围也十分广泛。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种用户验证方法，其特征在于，该方法应用于验证服务器，包括：

接收验证请求；

从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求，并将答案读取至缓存，并设置答案有效期，所述的答题图片包括背景图片和显示于该背景图片的不同位置上的多个文字，所述的多个文字包括组成正确答案的答案文字以及组成干扰答案的干扰文字，所述的答案为答案文字位置列表，该答案文字位置列表为根据答案内容的文字顺序确定的所述答案文字在所述背景图片上的坐标列表；

接收答题信息，所述的答题信息为点击位置列表；

在所述的答案有效期内，将所述的点击位置列表与所述的答案文字位置列表对比，判断点击位置与其对应的答案文字位置之间的距离是否小于单个答案文字对角线的一半，产生并反馈验证结果。

2.根据权利要求1所述的用户验证方法，其特征在于，所述的从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求，并将答案读取至缓存，并设置答案有效期，具体包括：

从所述的验证题库中随机选择一个验证题，获取该验证题对应的验证问题、答题图片和答案；

将所述的验证问题和答题图片反馈至所述的验证请求的发送端；

将所述的答案读取至缓存，并设置答案有效期。

3.根据权利要求2所述的用户验证方法，其特征在于，在所述的答案有效期内，将所述的点击位置列表与所述的答案文字位置列表对比，产生验证结果，具体包括：

判断答题时间是否在所述答案有效期内，若否，则判断为验证错误；若是，则进入下一步骤；

依序将所述的点击位置列表中的每一项与所述的答案文字位置列表中的对应项进行比对，若点击位置与其对应的答案文字位置之间的距离是否小于单个答案文字对角线的一半为匹配，若全部匹配，则验证通过；若有一项不匹配，则判断为验证错误；

将验证结果反馈至所述的验证请求的发送端。

4.根据权利要求2所述的用户验证方法，其特征在于，所述的验证题具有对应的生效时间，所述的从所述的验证题库中随机选择一个验证题，具体为：

在所述的验证题库中随机选择一个已到生效时间的验证题。

5.根据权利要求1所述的用户验证方法，其特征在于，所述从验证题库中获取验证问题和答题图片反馈所述的验证请求之前，还包括：

指定验证问题、正确答案、干扰答案、背景图片以及生效时间；

根据所述的正确答案、干扰答案和背景图片生成所述的答题图片及答案文字位置列表；

将所述的验证问题、答题图片、答案文字位置列表、生效时间存入所述的验证题库。

6.根据权利要求5所述的用户验证方法，其特征在于，根据所述的正确答案、干扰答案和背景图片生成所述的答题图片及答案文字位置列表，具体为：

识别所述背景图片的颜色集合；

基于所述的颜色集合，通过计算颜色距离确定正确答案和干扰答案的文字颜色；

利用所确定的文字颜色将所述的正确答案和干扰答案的全部文字写到所述背景图片上；

根据所述正确答案的全部文字在所述背景图片上的位置生成所述的答案文字位置列表。

7.根据权利要求6所述的用户验证方法，其特征在于，

所述的识别所述背景图片的颜色集合，具体为：

将所述的背景图片分为若干区域，识别各区域的主要颜色，将各区域的主要颜色组成所述的颜色集合；

所述的基于所述的颜色集合，通过计算颜色距离确定正确答案和干扰答案的文字颜色，具体为：

根据各区域的主要颜色，通过计算颜色距离确定对应区域的可用颜色范围；

所述的利用所确定的文字颜色将所述的正确答案和干扰答案的全部文字写到所述背景图片上，具体为：

将所述的正确答案和干扰答案的全部文字分别指定到各自对应的某一区域，根据该区域的可用颜色范围确定文字颜色，将确定文字颜色后的文字写入到对应的区域中。

8.根据权利要求7所述的用户验证方法，其特征在于，所述的根据各区域的主要颜色，通过计算颜色距离确定对应区域的可用颜色范围，具体为：

在某一区域的主要颜色的相同或相近色系中选择可与主要颜色区分的颜色确定为该区域的可用颜色范围。

9.一种用户验证系统，其特征在于，包括验证服务器与用户端，所述的验证服务器包括处理器和存储器，所述的存储器上存储有计算机程序，该验证服务器通过网络连接所述用户端，该计算机程序被所述的处理器执行时，通过所述验证服务器与所述用户端之间的交互，实现权利要求1至8中任一项所述的用户验证方法。

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