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使用PHP对网站验证码进行破解
验证码的功能一般是防止使用程序恶意注册、暴力破解或批量发帖而设置的。所谓验证码,就是将一串随机产生的数字或符号,生成一幅图片,图片里加上一 些干扰象素(防止OCR),由用户肉眼识别其中的验证码信息,输入表单提交网站验证,验证成功后才能使用某项功能。学习验证码的破解/识别技术,不仅可以 知道验证码的原理,而且可以让你知道怎样才能防止验证码被破解。
最常见的验证码主要有以下几种:
为简单起见,破解说明主要针对是第2种类型的,先来看看网上常见的这种验证码的图片:
验证码识别一般分为以下几个步骤:
使用目前这种方法,对验证码的识别基本上可以做到100%。
通过以上步骤,您可能说了,并没有发现如何取出干扰素啊!其实取出干扰素的方法很简单,干扰素的一个重要特征是,不能影响验证码的显示效果,所以制 作干扰素时它的RGB可能低于或者高于某个特定值,比如我给的例子中的图片,干扰素的RGB各项值是不会超过125的,所以,这样我们就很容易去掉干扰素 了。
简单的验证码只有数字和字母组成,格式统一,每次出现位置固定。下面继续深入研究识别验证码,这次需要识别的目标是:验证码有字符和数字组成,验证码存在旋转(可能左右都旋转),位置不固定,存在字符与字符之间的粘连,且验证码有更强的干扰素。
我们以下图为例进行讲解。
第一步:二值化。把验证码的部分用 1 表示,背景部分用 0 表示出来,识别方法很简单,我们打印出验证码整 张图片的 RGB ,然后分析其规律即可,通过 RGB 码,我们很容易分辨出上面这张图片的 R 值大于 120 , G 和 B 的值小于 80 , 所以依据这个规则我们很容易把上面的图片二值化。
再来看看上面的第三种验证码图片
刚看上去,感觉很复杂。验证码的图片每次背景色都不相同,且不是单色,各个验证码数字的颜色每次也各不相同。貌似很难二值化,其实我们打印出其 RGB 值很容易就发现。无论验证数字颜色如何变化,该数字的 RGB 值总有一个值小于 125 ,所以通过如下判断 $rgbarray['red'] < 125 || $rgbarray['green']<125|| $rgbarray['blue'] < 125 我们就很容易分辨出哪里是数字,哪里是背景。
我们能够找到这些规律的原因是,在制作验证码的干扰素时,为了使干扰素不影响数字的显示效果,必须使用干扰素的 RGB 和数字 RGB 相互独立,互不干扰。只要懂得这个规律,我们就很容易实现二值化。
我们找到的 120 , 80 , 125 等阈值,可能和实际的 RGB 有出入,所以,有时二值化后,会有部分地方出现 1 ,对于验证码上固 定位置显示数字,这种干扰没有太大意义。但是对于验证码位置不确定的图片来说,在我们切割字符时,很可能造成干扰。所以,在二值化后要进行去噪处理。
第二部:去噪处理。去噪的原理很简单,就是把孤立的有效的值去掉,如果噪点比较高,要求的效率也比较高的话,这 里面也有很多工作要做。幸好这里我们不要求这么高深,我们使用最简单的方法就可以,如果一个点为 1 则判断这个点的上下左右上左上右下左下右 8 个方 位上数字是否为 1 ,如果不为 1 ,就认为是一个燥点,直接设置为 1 即可。
如上图所示,我们使用此方法很容易发现红色方框部分的 1 为燥点,直接设置为 1 即可。在判断时我们使用了一个技巧,有时候的噪点可能是两个连续的 1 ,所以我们计算这个点的 8 个方向上的值之和,后面我们判断他们的和是否小于特定的阈值。
第三部:切割字符。切割字符的方法有很多种,这里采用最简单的一种,先垂直方向切割成为字符,然后在水平方向去掉多于的 0000 ,如下图
第一步切割红线部分,第二步切割蓝线部分,这样就可以得到独立的字符了。但是像下面这种情况
按上面的方法会把 dw 字符切割成一个字符,这是错误的切割,所以这里我们涉及到粘连字符的切割。
第四步:粘连字符切割。制作验证码时,规则字符的粘连很容易分割开,如果字符本身有缩放,变形就很难处理,经过 分析,我们可以发现,上面的字符粘连属于很简单的方式,只是规则字符的粘连,所以处理这种情况,我们也使用很简单的处理方式。当完成分割操作后,我们不能 马上确定分割的部分就为一个字符,要进行验证,验证的关键因素就是,切割下来的字符的宽是否大于阈值,这个阈值的取舍标准是,一个字符无论怎么旋转变形都 不会大于这个阈值,所以,如果我们切割的块大于这个阈值,就可以认为这是一个粘连字符;如果大于两个阈值之和,就认为是三个字符粘连,以此类推。知道这个 规则后,切割粘连字符也就很简单了。如果我们发现是粘连字符块,直接平分这个块为两个或者多个新的块就可以。当然为了很好的还原字符,我一般都采用平 分 +1 , -1 对字符块的部分进行适当的补充。
第五步:匹配字符。对于旋转字符的特征码建立,有很多种方法,这里就不做深入研究了。我这里使用的最简单的方 式,为所有字符的所有情况建立匹配库,所以在我提供的代码种增加了 study 操作,其目的就是,先有人手工识别图片的验证码,然后通 过 study 方法,写入特征码库。这样写入的图片数据越多,验证识别的准确行也就越高。
经过以上步骤,我们基本上可以识别现在互联网上大部分的验证码,这里我们都是使用的最简单的方法,没有使用任何 OCR 知识。
另外制作验证码的一些建议:
对于识别验证码的程序来说,最难得部分是验证字符的切割和特征码的建立,而国内很多程序员只做验证码时,总是喜欢在验证码加很多干扰素,干扰线,影响效果不说,还达不到很好的效果;所以,要想使自己验证码难于本识别,只做下面两点就够了
只要做到这两点,或者这两点的变形,识别程序就很难识别。具体参考Google的验证码即可
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