在我们当下的互联网生活中，无论是上网注册账号，还是在线支付之前几乎都需要验证码：有的是让你点击图片上特定物体，有的是让你输入一串需要仔细辨别的数字与字母的组合，当然还有现如今我们收到最多的短信内容——短信验证码。但你知道吗，这个简单又略带繁琐的环节，却在网络安全领域扮演着至关重要的角色。

验证码到底在验什么？

既然叫验证码，那么它到底在验什么呢？

验证码英文为“CAPTCHA”，是2002年路易斯·冯·安（Luis von Ahn）和他的伙伴们在卡内基梅隆第一次提出，它是“Completely Automated Public Turing Test to Tell Computers and Humans Apart”的简写，如果你看懂了，那么你就会知道它其实是一种基于人机识别的技术。这种测试是由计算机来考人类，而不是标准图灵测试中那样由人类来考计算机的方式，所以CAPTCHA有时也被视为一种反向图灵测试。

简单来说，验证码的工作原理就是利用人类和计算机在某些方面的差异，设计一个对人类来说容易，但对计算机来说困难的“考题”，从而区分当前访问者是人类还是机器人。它以图像、音频文件或简单问题等方式向用户提供验证码测试，然后将用户响应被发送回网站并使用高级算法进行验证，以确定该响应是否可能是由人类或机器人提供的。如果响应被视为来自机器人或程序，则将被拒绝访问网站或服务。比如，识别扭曲的字符、需点击的图片或滑动拼图，都可以用来验证用户身份，确保操作是真实人类用户执行。

换句话说，验证码的目的并非难倒你，而是保护网络安全。比如，黑客可能会使用特定的程序，对某个特定注册用户进行暴力破解，不断尝试登录。而验证码的存在就增加了黑客破解密码的难度。一些不法分子可能会使用计算机程序自动注册大量僵尸账号，用于发送垃圾邮件、进行网络诈骗等。验证码可以识别并阻止这种自动化注册行为。此外，它还能维护网络公平，防止恶意攻击导致服务器压力过大而崩溃，如灌水、刷票等行为。在线上进行支付和转账场景中，短信验证码可以和生物识别技术结合，从而确保操作者身份真实，保障线上的交易安全。

常见的验证码类别

随着计算机技术的发展，验证码的种类也越来越丰富。目前，验证码类型主要分为图片验证码、音频验证码、短信验证码、行为式验证码等。

01 图片验证码

图片验证码一般是扭曲或者涂抹的文字和数字组合。为了提高辨别难度，一般都会加入干扰线，比如在背景中添加干扰线或者让字符颜色与背景色相近等。图形验证码利用了人类视觉系统对复杂图像的强大识别能力，而机器程序要解析这些带干扰的图像信息则比较困难。

02 短信验证码

短信验证码是我们生活中最常见的验证码形式。当我们进行诸如修改密码或者进行交易等操作时，系统通过发送一串随机生成的数字验证码到用户绑定的手机号上，要求用户输入验证码以完成验证。这种验证码验证方式依托于手机号码的唯一性以及用户对手机的实际掌控权，操作简单直接且安全。

· 为什么短信验证码有时效限制？

通常情况下，短信验证码时效很短，一分钟到几分钟不等，如果超过时效，验证码就会失效，需要重新获取。一般来说，使用场景风险越大、越需要安全保护的验证码，有效时间越短。银行等平台的验证码时效性较短，有时验证码有效期仅有60秒。这可以在一定程度上防止不法分子在短时间内破解验证码，极大提升了相关环节的安全性。

短信验证码环节通常需要在用户输入密码后进行，二者形成双重验证。这在密码学中，被称为“双因素验证”，能够确保操作安全有效。如果有人想恶意冒充认证，具有时效性的验证码就可以压缩攻击者的破解时间，让“双因素验证”的安全性得到保障。

此外，限制时间还避免了验证码的重复。当人们请求获取新验证码时，系统会先检查该账号最近一次验证码的状态，若旧码仍在有效期内，就会拒绝生成新码，直到原验证码自然过期。这种设计确保在有效期内，一个验证码只属于一个用户，避免同一时段内验证码重复。

· 为什么短信验证码通常只有4-6位数？

你有没有发现一般短信验证码只有4位或者6位数，这是为什么呢？答案就是这样的设计既保证了用户能够方便地记忆和输入验证码，又在一定程度上提高了验证码的安全性。

数字验证码的位数越多，其组合方式就越多，从而提高了验证码的安全性。例如，3位数字的组合数为1000种，而6位数字的组合数则达到100万种。更多的组合数意味着攻击者更难通过暴力破解的方式获得验证码。

在某些对安全性要求较高的场景（如银行交易），更长的验证码（如6位数）能够提供更高的安全保障。而在一些日常场景（如普通注册、登录），对即时性要求较低且安全风险相对较小的操作中，较短的验证码（如4位数）则更为便捷。

03 语音验证码

语音验证码则需要聆听一系列数字、字母或单词，并将它们输入到文本框中，它借助了人类听觉系统对语言的理解能力来进行身份验证，这为视障人士或无法使用图像验证码的场景提供了一种替代方式。机器人程序如果不是事先输入语料库，很难识别和理解语音内容并进行相应输入。语音验证码也有时效限制，但一般会比图像验证的时间更长一些。

04 行为式验证码

随着计算机自动识别技术的发展，图文验证码防御功能越来越弱。所以一种新型行为验证码随机出现。这种验证码不再以字符或图像识别，而是监测页面上的行为轨迹（如速度、停顿、点击力度、路径是否符合Beta分布等）来精准判断是否为人类。

比如拖动滑块完成拼图验证；再如，要求点击特定图片（图片上所有红绿灯等）或按顺序选择文字等。

05 其他验证码

当然，验证码不仅仅是上述这几种。比如，有通过知识问答或逻辑判断验证人类身份，兼具功能性与趣味性。比如简单的算术题（2*1=？），又或者是简单的文字问答题。此外，还有一些网站开始使用生物特征识别技术，如人脸识别、指纹识别等，来进一步提高验证码的安全性。

总之，验证码是数字时代“人机共存”的缩影。它从简单的字符游戏演变为融合行为分析、生物识别的高科技系统，既是网络安全的防线，也是技术进步的见证，其设计始终在安全、效率、体验之间寻求平衡。虽然它用起来略带繁琐，但却是保护我们个人上网安全的重要手段之一。随着人们对网络信息安全的关注和需求越来越高，也许很快会有更多方便快捷的验证方式出现！

一句话总结：验证码是我们网络安全的最后一道防线！切记不能轻易给任何人！

参考资料:

1.长泰公安 ：《【预警】验证码到底是什么？危害这么大》；

2.新周刊：《数字验证码，为什么都是4位数或6位数？》；

3.科普中国：《数字世界的“门禁”：验证码是如何发挥作用的？》；

4.百度百科：验证码。