CN1845489B - 验证信息生成装置及其方法、反自动机验证装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种验证信息生成装置，包括：至少一个信息存储单元，用于接收并存储第一信息及该信息对应的第二信息；信息选择单元，用于从所述信息存储单元中选取第一信息及对应的第二信息；并将所述第一信息作为生成验证图片所需的信息，将所述第一信息对应的第二信息作为验证码。本发明的验证码生成装置及方法将生成的第一信息作为生成验证图片所需的信息，并将第一信息对应的第二信息作为验证码，采用“看见问题输入答案”的方法进行用户信息验证。另外，本发明的反自动机验证装置及方法前述验证码生成装置及方法，采用“看见问题输入答案”的方法进行用户信息验证，可以克服现有技术中验证码容易被识别的缺陷。

Description

验证信息生成装置及其方法、反自动机验证装置及其方法

技术领域

本发明涉及电通信系统的信息验证领域，特别涉及一种验证信息生成装置及方法与反自动机验证装置及其方法。

背景技术

在网络交互系统中，存在一种自动机装置，该装置可以自动完成某项功能，比如自动注册机，可以自动填写全部注册信息，完成用户注册行为，从而注册大量的用户；再如自动回帖机，可以自动在论坛上回帖，增加用户的积分。然而，由于自动机的大量重复注册可能浪费服务提供商的资源，并影响正常用户的服务质量，因此，产生了反自动机验证装置，以防止自动机的恶意注册。

所述反自动机验证装置，通常在客户端会显示一个验证图片，要求用户输入验证图片所示的文字。只有当用户正确输入该文字的时候，才能通过验证。为了方便描述，我们将验证图片和验证码叫做一对“验证图码”。现有技术中一种反自动机验证装置如图1所示，由服务器端10和客户端20两部分组成，其中，服务器端10包括：验证码生成装置11、验证图片生成装置12、验证图码库13、验证图码选择装置14、验证码比较装置15。

应用图1所述反自动机验证装置进行用户注册验证的过程如下：

首先是在服务器端10生成验证图片过程。验证码生成装置11生成图片文字和验证码，其中图片文字是验证图片上显示的文字，验证码是要求用户输入的文字。现有的验证码生成装置11产生的图片文字和验证码是相同的，也就是说，验证码就是图片所显示的文字。验证码生成装置11将图片文字和验证码传给验证图片生成装置12，生成验证图片，所述验证图片包括图片文字和验证码的信息，并将验证图片存入到验证图码库13中。通常人们使用GD函数库来生成验证图片，所述GD库是一个免费的、被广泛使用的图片生成函数库。为了防止验证图片被自动机自动识别，验证图片生成装置12需要调用GD库的各种函数来实施干扰，加大自动识别的难度。所述干扰主要包括以下措施：在图片上添加圆圈、线条等背景噪音干扰；将验证图片中文字旋转一定角度、扭曲；选择不同的文字属性，如字体、颜色、加粗或倾斜等。

然后是服务器端10响应客户端20的验证请求过程，包括：

步骤一，客户端20向服务器端10提出验证请求。

步骤二，服务器端10收到验证请求后，验证图码选择装置14从验证图码库13中随机选择一个验证图码，将验证图码发给客户端20，并将验证图码中的验证码加密之后保存在客户端20的会话文件(Cookie)中。由于会话文件是保存在客户端20，所以客户端20可以很轻易地得到会话文件的信息，如果验证码不加密，则自动机只要读取会话文件就可以绕过验证图片得到验证码，从而使反自动机验证装置失效。因此，验证码必须加密后才能保存在会话文件中，当然，加密的方法有很多，最通行的就是标准的MD5加密方法。

步骤三，客户端20收到验证图码后，根据验证图码中的验证图片填入验证码，并传回服务器端10。

步骤四，验证码比较装置15得到用户输入的验证码，并从客户端20的会话文件中提取加密的验证码并解密。将用户输入的验证码和会话文件中解密出来的验证码做比较，如果一致，则通过验证，可以进行下一步操作；如果不一致，则验证失败，返回步骤二，进行重新验证。

由于具备图像识别能力的自动机可以从验证图片中识别出验证码，使反自动机验证装置失效。因此，需要对现有的反自动机验证装置进行改进，以提高验证码生成装置或验证图片生成装置生成的验证码/验证图片的识别难度。

现有技术的一种方法是应用英文或数字验证码生成装置。这是应用最广泛的验证码生成装置。如图2所示，该装置包括一个英文或数字字库21和一个文字选择装置22。文字选择装置22从字库21(52个英文字母(大小写)和10个阿拉伯数字)随机选取若干个字符(通常是4个)作为验证码，然后将验证码传给“验证图片生成装置”生成验证图片，在客户端20上的显示如图3所示。

然而，由于该字库太小(共62个字母/数字)，且这些符号笔画简单，利用现有的图像识别技术能很好地识别，如现有的扫描仪自带的各种OCR(Optical Character Recognition，光学字符识别)文字识别软件，对加干扰的印刷体英文/字母，识别率高达20％。很难保证不被自动机识别。

针对应用英文或数字验证码生成装置的缺点，改进生成中文验证码生成装置，在客户端20上的显示如图4所示。其结构跟英文/数字验证码生成装置的结构是一样的，也是由一个字库和一个文字选择装置构成，只不过其字库是中文字库。中文字库由3000多个常用简单汉字构成。中文字库比英文/数字字库大得多，而且汉字笔画复杂，因此，中文验证码生成装置生成的验证图片比英文/数字验证码生成装置生成的验证图片更难被自动识别，从而更有效防止自动机的恶意行为。

虽然中文图像识别的难度要比英文/数字图像识别的难度大，但本质上，其仍是看见什么就输入什么类型的验证码。随着图像识别技术的发展，如清华紫光文通公司的TH-OCR对不带干扰的印刷体的中文识别率达到95％以上。由于对带有干扰的中文图片的识别效率和准确率会越来越高，因此，中文验证图片也会被破解，使反自动机验证装置失效。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种验证信息生成装置及其方法、反自动机验证装置及其方法，以解决现有技术中验证码容易被识别的缺陷。

为了解决上述问题，本发明公开了一种验证信息生成装置：

至少一个信息存储单元，用于接收并存储第一信息及该第一信息对应的第二信息，其中，所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案；

信息选择单元，用于从所述信息存储单元中选取第一信息及对应的第二信息；并将所述第一信息作为生成验证图片所需的信息，将所述第一信息对应的第二信息作为验证码。

还包括至少一个信息预生成单元，用于生成第一信息和该第一信息对应的第二信息。

所述信息预生成单元为题目生成单元，所述信息存储单元为题库单元。

所述题目生成单元包括手动题目生成单元或自动题目生成单元。

所述题目生成单元为自动题目生成单元，包括：

资源库子单元，用于存放信息存储单元需要的数据参数；

资源选择子单元，用于从所述资源库子单元中选取参数；

组装子单元，用于接收所述资源选择子单元发来的参数，并将所述参数组装为题目和该题目对应的答案，发送到信息存储单元。

所述信息存储单元包括数学题库或文字题库。

所述信息预生成单元与所述信息存储单元一一对应或多个信息预生成单元对应同一信息存储单元。

本发明还公开了一种验证信息生成方法，包括：

信息存储步骤，接收并存储第一信息及与该第一信息对应的第二信息，其中，所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案；

信息选择步骤，选取第一信息及其对应的第二信息，并将所述第一信息作为生成验证图片所需的信息，将所述第一信息对应的第二信息作为验证码。

还包括：信息预生成步骤，生成第一信息及该第一信息对应的第二信息。

所述信息预生成步骤为自动生成或手动生成。

所述自动生成步骤进一步包括：选取参数子步骤，从已有的资源库中选取参数；组装子步骤，根据所选取参数组装为第一信息及其对应的第二信息。

本发明还公开了一种反自动机验证装置，包括：位于服务器端的验证信息生成装置、验证图片生成装置、验证图码库、验证图码选择装置、验证码比较装置，所述验证信息生成装置生成第一信息及其对应的第二信息，其中，所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案，所述第一信息作为验证图片所需的信息，所述第二信息作为验证码；所述验证图片生成装置根据所述第一信息和验证码生成验证图码，并存储于所述验证图码库；所述验证图码选择装置在验证时，从所述验证图码库中选择验证图码，发送到客户端；所述验证码比较装置接收客户端的输入数据，比较该输入数据与验证图码中的验证码，进行验证。

本发明还公开了一种反自动机验证方法，包括步骤：根据第一信息及其对应的第二信息生成验证图码，其中，所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案，所述第一信息作为生成验证图片所需的信息，所述第二信息作为验证码；选择验证图码发送给客户端；接收客户端反馈的输入数据，并对客户端发来的输入数据与验证码比较，如果相同，则通过验证，否则验证失败。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的验证码生成装置与现有的验证码生成装置不同。该验证码生成装置及方法将生成的第一信息作为生成验证图片所需的信息，并将第一信息对应的第二信息作为验证码，采用“看见问题输入答案”的方法进行用户信息验证，而不是现有的“输入图片所示的字符”方法进行用户信息验证，使自动机不能通过图文识别技术得到验证码，因此，本发明的验证码生成装置产生的验证码很难被破解。另外，本发明的反自动机验证装置及方法前述验证码生成装置及方法，采用“看见问题输入答案”的方法进行用户信息验证，可以克服现有技术中验证码容易被识别的缺陷。

附图说明

图1是反自动机验证装置的系统结构图；

图2是现有技术中一种验证码生成装置的结构图；

图3是应用图2所示验证码生成装置时在客户端的显示图；

图4是应用另一种验证码生成装置时在客户端的显示图；

图5本发明的反自动机验证装置结构图；

图6是本发明的验证信息生成装置的结构图；

图7是图6中自动生成单元的结构图；

图8是本发明应用加法生成单元时客户端的显示图；

图9是本发明一种验证信息生成方法的流程图；

图10是本发明一种反自动机验证方法流程图。

具体实施方式

请参考图5所示，一种反自动机验证装置，包括：位于服务器端10的验证信息生成装置50、验证图片生成装置12、验证图码库13、验证图码选择装置14、验证码比较装置15；所述验证信息生成装置50生成第一信息及其对应的第二信息，所述第一信息作为验证图片所需的信息，所述第二信息作为验证码；所述验证图片生成装置12根据所述第一信息和验证码生成验证图码，并存储于所述验证图码库13；所述验证图码选择装置14在验证时，从所述验证图码库13中选择验证图码，发送到客户端20；所述验证码比较装置15接收客户端20的输入数据，比较该输入数据与验证图码中的验证码，进行验证。

所述验证信息生成装置50，包括信息预生成单元51，用于生成第一信息和该信息对应的第二信息；信息存储单元52，用于接收并存储第一信息及该信息对应的第二信息；信息选择单元53，用于从所述信息存储单元中选取第一信息及对应的第二信息，并将所述第一信息作为生成验证图片所需的信息，将所述第一信息对应的第二信息作为验证码。

本发明验证信息生成装置50的一个实施例如图6所示，所述信息预生成单元51为题目生成单元，包括：自动生成单元501、手动生成单元503；所述信息存储单元52为题库单元，包括：自动题库单元502、手动题库单元504；所述信息选择单元53为题目选择单元505。所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案，所述第一信息与所述第二信息不同。

自动生成单元501可以自动生成题目和相应的答案，并将该题目和答案插入到题库单元502中；所述手动生成单元503由人工输入题目和对应的答案，并将该题目和对应的答案插入手动题库单元504中，主要用于输入不规则的题目，如各种常识题。所述自动生成单元501包括：加法自动生成单元、减法自动生成单元、乘法自动生成单元、除法自动生成单元、成语填空自动生成单元、拼音补字自动生成单元或常识自动生成单元等。

所述题目选择单元505从自动题库单元502、或手动题库单元504中随机选择一个题库，然后随机选择该题库中的一个题目和该题目对应的答案，将选中的题目作为图片文字生成验证图片，该题目对应的答案作为验证码。本发明还可以根据预先设定的选择规则选取题目及对应的答案。

题库单元502、504有很多种类，包括：加法题库(如表1所示)、减法题库、乘法题库、除法题库、成语填空题库、拼音补字题库或常识题库(如表2所示)等，且一个自动生成单元501与一个自动题库单元502唯一对应，如加法自动生成单元生成的题目和答案只插入到加法题库单元中；本发明也可以用多个验证码生成单元对应一个题库单元。另外，不同的题库的数据库结构可以相同，也可以不同。

表1：加法题库数据库结构

1	3+5等于	8
			2	3和5的和是多少	8
3	3和五相加等于几？	8
			......	......	......

表2：常识题库数据库结构

题目编号	题目	答案
			题目编号	题目	答案
1	中国首都是？	北京
			2	三角形三角之和是多少度？	180
......	......	......

本实施例中的自动生成单元501如图7所示，包括资源库子单元601、资源选择子单元602和组装子单元603。资源选择子单元602从资源库子单元601中随机选取组装子单元603需要的参数，并将选中参数传给组装子单元603；组装子单元603将输入的参数组装成一个题目和该题目对应的答案，并插入题库单元502中。自动生成单元501或502可以看作一个函数，当向该单元输入一些参数后，该单元会输出一个题目和该题目对应的答案，并插入到对应的题库单元中。

下面以加法生成单元的工作过程进行说明。例如在资源库子单元601中包括五个集合：A∈{1～99，一～九九}，B∈{+，加，加上，与...的和，与...相加，和...相加}，C∈{1～99，一～九九}，D∈{＝，等于，结果等于，的结果等于，结果是，的结果是，得到，结果得到}，E∈{？，多少，多少？，几，几？，什么，什么？}。资源选择子单元602从资源库子单元601中的ABCDE五个集合中，分别随机选取一个元素，用组装子单元Merge(其实际上是一个函数)组合成加法表达式作为题目，同时将从A和C选出来的元素代表的数字相加得到题目的答案，并将题目和答案插入到加法题库502中。比如，从ABCDE中分别选取”3”，”加”，”五”，”等于”，”多少”，然后Merge函数将其组合成“3加五等于多少”作为题目，并将A和C的元素(即”3”和”五”)代表的数字(即3和5)加起来，得到答案8，该验证图片在客户端的显示如图8所示。

加法生成单元一共可以生成200*199*6*8*7＝13372800种不同的加法表达式。减法生成单元、乘法生成单元和除法生成单元同理。而且有更丰富的表达，如在减法生成单元中可以生成“10个苹果吃掉6个还剩几个”等题目。另外，自动机要穷举这么多题目，几乎是不可能的。

除了四则运算自动生成单元，还可以有其它各种各样的题目自动生成单元。如成语填空自动生成单元，在该单元中的资源库中包含成语填空题和该题目对应的答案，要求用户输入对应的汉字作为验证码。

再如拼音补字自动生成单元，拼音补字自动生成单元的资源选择子单元从词语资源库子单元中随机选取一个词语，然后组装子单元随机选择其中一个字，从拼音资源库子单元查找该字对应的拼音，并用拼音代替这个字，要求用户输入对应的汉字作为验证码。

另外，本发明提供了一种验证信息生成方法，流程如图9所示，包括：

题目生成步骤s101，生成题目和该题目对应的答案；题库建立步骤s102，接收并存储所述生成的题目和该题目对应的答案；题目选择步骤s103，选取题目及该题目对应的答案，并将所述选择题目作为验证图片中的图片文字信息，将所述该题目对应的答案作为验证码。所述题目生成步骤为自动生成题目和该题目对应的答案或手动生成题目和该题目对应的答案。

所述自动题目生成步骤进一步包括：选取参数子步骤，从已有的资源库中选取参数；组装子步骤，根据所选取参数组装为一个题目和该题目对应的答案。

本发明还提供了一种反自动机验证方法，如图10所示，包括：

步骤s201，生成题目和该题目对应的答案，作为验证图码；

步骤s202，随机选择一个验证图码发送给客户端；

步骤s203，客户端根据接收验证图码中验证图片的题目得到该题目对应的答案；

步骤s204，并将该答案发送给服务器服务器对客户端发来的答案与验证图码中验证码比较，如果相同，则步骤s205，通过验证，否则步骤206，验证失败。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种验证信息生成装置，其特征在于，包括：

至少一个信息存储单元，用于接收并存储第一信息及该第一信息对应的第二信息，其中，所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案；

信息选择单元，用于从所述信息存储单元中选取第一信息及对应的第二信息；并将所述第一信息作为生成验证图片所需的信息，将所述第一信息对应的第二信息作为验证码。

2.如权利要求1所述验证信息生成装置，其特征在于，还包括至少一个信息预生成单元，用于生成第一信息和该第一信息对应的第二信息。

3.如权利要求2所述验证信息生成装置，其特征在于，所述信息预生成单元为题目生成单元，所述信息存储单元为题库单元。

4.如权利要求3所述验证信息生成装置，其特征在于，所述题目生成单元包括手动题目生成单元或自动题目生成单元。

5.如权利要求3所述验证信息生成装置，其特征在于，所述题目生成单元为自动题目生成单元，包括：

资源库子单元，用于存放信息存储单元需要的数据参数；

资源选择子单元，用于从所述资源库子单元中选取参数；

组装子单元，用于接收所述资源选择子单元发来的参数，并将所述参数组装为题目和该题目对应的答案，发送到信息存储单元。

6.如权利要求1至5任一项所述验证信息生成装置，其特征在于，所述信息存储单元包括数学题库或文字题库。

7.如权利要求2至5任一项所述验证信息生成装置，其特征在于，所述信息预生成单元与所述信息存储单元一一对应或多个信息预生成单元对应同一信息存储单元。

8.一种验证信息生成方法，其特征在于，包括：

信息存储步骤，接收并存储第一信息及与该第一信息对应的第二信息，其中，所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案；

信息选择步骤，选取第一信息及其对应的第二信息，并将所述第一信息作为生成验证图片所需的信息，将所述第一信息对应的第二信息作为验证码。

9.如权利要求8所述验证信息生成方法，其特征在于，还包括：

信息预生成步骤，生成第一信息及该第一信息对应的第二信息。

10.如权利要求9所述验证信息生成方法，其特征在于，所述信息预生成步骤为自动生成或手动生成。

11.如权利要求10所述验证信息生成方法，其特征在于，所述自动生成步骤进一步包括：

选取参数子步骤，从已有的资源库中选取参数；

组装子步骤，根据所选取参数组装为第一信息及其对应的第二信息。

12.一种反自动机验证装置，包括：位于服务器端的验证信息生成装置、验证图片生成装置、验证图码库、验证图码选择装置、验证码比较装置，其特征在于，所述验证信息生成装置生成第一信息及其对应的第二信息，其中，所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案，所述第一信息作为验证图片所需的信息，所述第二信息作为验证码；所述验证图片生成装置根据所述第一信息和验证码生成验证图码，并存储于所述验证图码库；所述验证图码选择装置在验证时，从所述验证图码库中选择验证图码，发送到客户端；所述验证码比较装置接收客户端的输入数据，比较该输入数据与验证图码中的验证码，进行验证。

13.一种反自动机验证方法，其特征在于，包括步骤：

根据第一信息及其对应的第二信息生成验证图码，其中，所述第一信息为题目，所述第二信息为所述题目对应的答案，所述第一信息作为生成验证图片所需的信息，所述第二信息作为验证码；

选择验证图码发送给客户端；

接收客户端反馈的输入数据，并对客户端发来的输入数据与验证码比较，如果相同，则通过验证，否则验证失败。

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