注册安全分析报告：人民卫生音像

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：

1. 暴力破解密码，造成用户信息泄露
2. 短信盗刷的安全问题，影响业务及导致用户投诉
3. 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、 人民卫生音像PC端注册入口

简介：人民卫生出版社成立于1953年6月1日，在国家卫生健康委员会、中宣部、财政部、教育部等国家部委的领导下，始终坚持党的领导，坚持正确的出版方向和科学的出版导向，坚持把社会效益放在首位、实现社会效益与经济效益相统一，坚持“根植卫生健康，服务健康中国”发展宗旨，在全国广大医药院校、科研院所以及几代医药学专家、全国广大读者的关心和支持下，经几代员工的拼搏和努力，已发展成为我国出版规模大、产品质量高、综合实力强，涵盖医药教材、学术专著、科普图书、医学期刊、外文图书、数字新媒、多元产业为一体的国内领先、国际上有重要影响力的医药卫生出版传媒集团，形成了具有广泛知名度和认知度的“人卫”品牌集群。

二、 安全性分析报告：

采用腾讯的智能验证，包含点击和滑动验证，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，这是腾讯v1版本，比较简单，网上有大量的文章参考， 我们采用模拟器的方式，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

public RetEntity send(WebDriver driver, String areaCode, String phone) {RetEntity retEntity = new RetEntity();WebElement phoneElemet, clickElemet;try {driver.get(INDEX_URL);driver.findElement(By.xpath("//a[text()='同意']")).click();Thread.sleep(400);// 输入手机号phoneElemet = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("Mob_Mobile"), 500);phoneElemet.sendKeys(phone);// 点击出现滑动图clickElemet = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("AuthCode"), 500);clickElemet.click();Thread.sleep(500);// 计算移动距离TencentClient tClient = new TencentClient("testin.cn");RetEntity ret = tClient.moveExec(driver);System.out.println("ret=" + ret.toString());if (ret.getRet() == 0) {Thread.sleep(1000);}return ret;} catch (Throwable e) {StringBuffer er = new StringBuffer("send() " + e.toString() + "\n");for (StackTraceElement elment : e.getStackTrace())er.append(elment.toString() + "\n");logger.error(er.toString());System.out.println(er.toString());retEntity.setRet(-1);retEntity.setMsg(e.toString());return retEntity;}}

 public RetEntity moveExec(WebDriver driver, boolean switchTo) {RetEntity retEntity = new RetEntity();retEntity.setRet(-1);if (switchTo) {// 获取到验证区域WebElement iframe = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("tcaptcha_iframe"), 100);if (iframe == null) {System.out.println("moveExec() tcaptcha_iframe|timeout!!!");return null;}driver.switchTo().frame(iframe);}sleep(500);// 获取带阴影的背景图String bgUrl = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("slideBg"), 500).getAttribute("src");sleep(500);// 获取带阴影的小图WebElement webSlide = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("slideBlock"), 100);String sUrl = webSlide.getAttribute("src");sleep(500);if (bgUrl == null || "".equals(bgUrl) || sUrl == null || "".equals(sUrl)) {System.out.println("moveExec() err: bgUrl=" + bgUrl + ",sUrl=" + sUrl);return retEntity;}String style = null;try {Map<String, String> outMap = openCv2.getMoveDistance("tencent", bgUrl, sUrl);String distanceStr = (outMap != null) ? outMap.get("distance") : null;String width = (outMap != null) ? outMap.get("width") : null;Double left = 38.0 * 680 / 340;// 起点距左边距离Double act = (Double.parseDouble(distanceStr) - left - Double.parseDouble(width)) * 340.0 / 680.0;Integer distance = act.intValue();System.out.println("moveExec()  distance(" + distanceStr + ")=" + distance);// 获取滑动按钮if (distance == null || distance <= 0) {return retEntity;}WebElement moveElemet = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("tcaptcha_drag_button"), 100);sleep(500);// 滑动ActionMove.move(driver, moveElemet, distance);sleep(400);// 滑动结果String gtInfo = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("statusSuccess"), 100).getText();if (gtInfo == null || "".equals(gtInfo)) {sleep(200);gtInfo = ChromeDriverManager.waitElement(driver, By.id("statusError"), 100).getText();}System.out.println("moveExec() gtInfo=" + gtInfo);retEntity.setMsg(gtInfo);if (gtInfo.contains("只用了") || gtInfo.contains("无敌了")) {retEntity.setRet(0);} else if (gtInfo.contains("再试一次") || gtInfo.contains("恍惚了") || gtInfo.contains("半路丢了")) {retEntity.setRet(-1);}return retEntity;} catch (Exception e) {System.out.println("moveExec() style=" + style + "," + e);retEntity.setMsg(e.toString());return retEntity;}}

2. 距离识别

/*** * @param ckSum* @param bigBytes* @param smallBytes* @param factory* @return { width, maxX }*/public String[] getOpenCvDistance(String ckSum, byte bigBytes[], byte smallBytes[], String factory, int border) {try {String basePath = ConstTable.codePath + factory + "/";File baseFile = new File(basePath);if (!baseFile.isDirectory()) {baseFile.mkdirs();}// 小图文件File smallFile = new File(basePath + ckSum + "_s.png");FileUtils.writeByteArrayToFile(smallFile, smallBytes);// 大图文件File bigFile = new File(basePath + ckSum + "_b.png");FileUtils.writeByteArrayToFile(bigFile, bigBytes);// 边框清理(去干扰)byte[] clearBoder = (border > 0) ? ImageIOHelper.clearBoder(smallBytes, border) : smallBytes;File tpFile = new File(basePath + ckSum + "_t.png");FileUtils.writeByteArrayToFile(tpFile, clearBoder);String resultFile = basePath + ckSum + "_o.png";return getWidth(tpFile.getAbsolutePath(), bigFile.getAbsolutePath(), resultFile);} catch (Throwable e) {logger.error("getMoveDistance() ckSum=" + ckSum + " " + e.toString());for (StackTraceElement elment : e.getStackTrace()) {logger.error(elment.toString());}return null;}}/*** Open Cv 图片模板匹配* * @param tpPath*            模板图片路径* @param bgPath*            目标图片路径* @return { width, maxX }*/private String[] getWidth(String tpPath, String bgPath, String resultFile) {try {Rect rectCrop = clearWhite(tpPath);Mat g_tem = Imgcodecs.imread(tpPath);Mat clearMat = g_tem.submat(rectCrop);Mat cvt = new Mat();Imgproc.cvtColor(clearMat, cvt, Imgproc.COLOR_RGB2GRAY);Mat edgesSlide = new Mat();Imgproc.Canny(cvt, edgesSlide, threshold1, threshold2);Mat cvtSlide = new Mat();Imgproc.cvtColor(edgesSlide, cvtSlide, Imgproc.COLOR_GRAY2RGB);Imgcodecs.imwrite(tpPath, cvtSlide);Mat g_b = Imgcodecs.imread(bgPath);Mat edgesBg = new Mat();Imgproc.Canny(g_b, edgesBg, threshold1, threshold2);Mat cvtBg = new Mat();Imgproc.cvtColor(edgesBg, cvtBg, Imgproc.COLOR_GRAY2RGB);int result_rows = cvtBg.rows() - cvtSlide.rows() + 1;int result_cols = cvtBg.cols() - cvtSlide.cols() + 1;Mat g_result = new Mat(result_rows, result_cols, CvType.CV_32FC1);Imgproc.matchTemplate(cvtBg, cvtSlide, g_result, Imgproc.TM_CCOEFF_NORMED); // 归一化平方差匹配法// 归一化相关匹配法MinMaxLocResult minMaxLoc = Core.minMaxLoc(g_result);Point maxLoc = minMaxLoc.maxLoc;Imgproc.rectangle(cvtBg, maxLoc, new Point(maxLoc.x + cvtSlide.cols(), maxLoc.y + cvtSlide.rows()), new Scalar(0, 0, 255), 1);Imgcodecs.imwrite(resultFile, cvtBg);String width = String.valueOf(cvtSlide.cols());String maxX = String.valueOf(maxLoc.x + cvtSlide.cols());System.out.println("OpenCv2.getWidth() width=" + width + ",maxX=" + maxX);return new String[] { width, maxX };} catch (Throwable e) {System.out.println("getWidth() " + e.toString());logger.error("getWidth() " + e.toString());for (StackTraceElement elment : e.getStackTrace()) {logger.error(elment.toString());}return null;}}

3. 轨道生成及移动算法

/*** 根据距离获取滑动轨迹* * @param distance需要移动的距离* @return*/public static List<Integer> getTrack(int distance) {List<Integer> track = new ArrayList<Integer>();// 移动轨迹List<Integer[]> list = getXyTrack(distance);for (Integer[] m : list) {track.add(m[0]);}return track;}/*** 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());}}

4. OpenCv 轮廓匹配测试样例：

四丶结语

人民卫生音像出版社，作为国家卫生健康委员会、中宣部、财政部、教育部等国家部委的领导下的官方企业， 采用的是通俗的滑动验证产品， 该产品稳定并且市场占有率很高， 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。

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？