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顶象验证码破解与研究

声明

原创文章，请勿转载！
1、本文内容仅限于安全研究，不公开具体源码。维护网络安全，人人有责。
2、如果想更系统地了解第三代验证码、更全面体会安全产品的设计，可以结合我的另几篇文章
（1）《第三代验证码研究》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/11363611.html（推荐）

（2）《顶象验证码破解与研究》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/14269941.html（推荐）

（3）《极验验证码破解与研究》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/14021048.html（推荐）

（4）《极验无感验证破解》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/13951819.html

（5）《同盾小程序指纹破解》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/13899956.html

3、本文主要通过破解协议的方式绕过顶象安全验证，思路与网上自动化的方式有很大的不同


目录

一、个人心路历程

（1）顶象的验证码真的非常棒。从2018年12月开始到2019年5月持续与顶象验证码对抗半年。

（2）js混淆与加密算法一天更换两次、滑块验证码干扰槽等应该都是在于我对抗中升级的。

（3）一年后回头看顶象的验证码产品又多了语序点选、刮刮卡验证、空间语义验证、乱序拼图验证、旋转验证、面积验证等验证码类型，在创新方面做得非常好，应该是国内数一数二的。

（4）与顶象的对抗，使我对安全产品有了更深刻、全面的认识。

（5）以下是我与顶象的对抗过程。

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

二、完整流程

  • 访问顶象官网，注册账号后登录控制台，访问“无感验证”模块，申请开通后系统会分配一个唯一的AppId、AppSecret。

  • 当用户滑动验证码通过后，验证码服务会生成一个token，用户的业务请求带上这个验证码token，业务系统再调用后台 SDK 验证token的有效性。

  • 顶象请求链路如下：

    顶象验证码破解与研究-LMLPHP

三、实例研究

1、研究目标

当用户滑动验证码通过后，验证码服务就会生成token，用户携带token上传至顶象服务进行验证。我们的目标就是生成没有被标记为异常的token。

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

2、案例历史研究

2018年12月研究的是国航的手机注册场景。不过由于国航该场景的验证码已经不再是滑块，所以后续可能需要使用官网案例来具体分析。

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

3、官网案例分析

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

从请求中我们可以看出，一共是三个请求（c1、a、v1）。我们需要弄清楚这三个请求分别的含义。（从设计角度个人觉得顶象相对于极验要简洁一些。个人觉得顶象的设计非常棒，在做公司的安全产品时，我也会参考一些顶象的设计）

四、请求分析

1、c1请求：请求顶象服务器，获取c参数。

目的：此处应该是计算设备指纹，通过设备指纹能够标识唯一设备信息

（1）请求参数示例 ：

428#X8m8K4SIcMDkTOm/r2P3j5vTyaRhmW3m9aksXQ8m2r13DgOarX1TmbmTMX13/vXXC9RmXS8m2XHfDg/uV8RP/4uaMuk8/WnUNX+6Xnah2rDfmZ3YXXwR0gpt2lJu07Nozs5jXY433RaCfCO6Y8VX/6aVU2mT6cuhX14q+2v8jcQ/awvNF8X1YuuJmzf3XXbXmCvq8M8uiwXSm3vhmyyuXXOiXmo8Ya21XXGjS8ft1qT2+Al3+Ab0wXWXmyf8aCO4WrrXj6flFh9p4PnSFPokuP5vXmuFn9fM8Am+JXvlT2TiW8QL88SXjtZykz8LUtZ9kAQpkd4pn2oXmpP9upuLVr2XvVTUjyTPTXWPCy+oTofzwi2oRX41sYk1sXWARiw1w32AOrfAe1fPTXVXivd2CFHaGgNezipHxx6cciF1xORN2iUklOpQzldUBvAxwBHXSoHBAGyUXXJ99ei8lxEoj2X8sJTvz/novxbofltai6k3wmXXjtyTItyoi8QsjUMIGI0siT3XYWKG9FkI54DQdTnXm00umH0KBTIXmACOT1rFmC8XmA2rTPuVmm/Xmg1R9usmM5/6XX+vqnlSylnDXX+jGnElyi3fXXphvMw444YeNUpw0TyXuFi3HFitgAiquUM3HXtquUM3HXwt1rXSuNMs1MJfuNrniBCkEnrfYmCsYuL5Y5Cf+nCkUFCkYdCSUFrSJXonuMoXZkrpk8nf3Ue/P9F0pmjG6Q9/DgBJzVZqcg6po/NleM6PXXVE8F9oSzdt++YgMiFBYxWbOUaHPXXS+2C5jY5/ZcmEaAvR+cxxjRQ+k8CoD1xHFcxSj6ovU270Dwyik9oBPTVXYNS86LTmha3t68oQPrXs3/ZLJMPTI2QLAtomXX07drAmu4omycphXrnXYbUG9GpOSg6yts0JX2XfTXVqvE26Y/COD9OqWA5IPaQTDVxc41r6mXXn8Xo6JyIPJPyuXYQim8OYJX3tu6ci/TX3muOg/Lm8//nuY9nljN/sX3vTXX4qX1nIa//1Yc9x

（2）请求参数信息：

只展示部分数据

"supportAddBehavior": "ab","adblock": "adb","availResolution": "ar","canvasFP": "can","cpuClass": "cc","colorDepth": "cd","cookieEnabled": "ce","canPlayType": "cpt","collectTime": "ct","doNotTrack": "dnt","deviceMemory": "dm","languages": "lugs","mimeTypes": "mts","mediaDevices": "mds","platform": "np","supportOpenDatabase": "od","devicePixelRatio": "pr","resolution": "res","plugins": "rp","supportSessionStorage": "ss","timezoneOffset": "to","touch": "ts","userAgent": "ua","webgl": "web","webgl2": "gi"

通过加密以上操作系统与浏览器以及网络数据等信息生成c1请求参数param。

（3）加密算法

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

index.js?_t=xxxx中，进行每日更新。那么该如何确保每日都能获取到准确的加密算法呢？通过解析原语法树，生成我们想要的语法树。（这个后续讲）

（4）返回参数

{"data":"f8839e00435f2e05f9ed60b3d3c5498554cb367655ec6e7318adefda150437040a74963c","msg":"lid invalid","status":-4} // 会根据指纹情况对指纹进行风险等级判断

（5）指纹本地存储

顶象会将指纹进行多地存储，例如cookie、Session Storage、Local Storage等

2、a请求：获取图片与token2

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

（1）请求参数示例：

de=0&wp=1&aid=dx-1547996895410-3601284-1&jsv=1.3.11.98&c=5c3c65a6uSNGXiEhdEwxwwICxBq5Qdjdky4kxjo1&ak=5f6727ec854786a86cd4c3c171d13499&s=50&h=150&w=300&_r=0.9866721061865382
  • wp：表示图片类型。非常重要，因为通过该参数选择图片类型，省去了我们取转换webp格式图片（0表示jpg,1表示webp。目前只有chrome支持，safari不支持webp格式）。
  • aid：时间戳+随机数+1。目前猜测其目的是number once。
  • jsv：表示版本号。
  • c：c1请求返回参数，可以理解为第一阶段token1。
  • ak：appKey，顶象会为每一个接入其无感验证码的server提供一个appKey，以便标识他们是哪一个服务。
  • s、h、w：描述图片的长宽等信息。h与w非常重要，因为获取的图片信息是200*400，所以我们在计算距离时，应该按比率缩小，否则滑块无法通过。
  • _r：number once。

（2）返回参数：

{"sid":"86ae78ed0fba04f8384f3c9376271b0d","y":30,"success":true,"p1":"/dx/ib3oV3MeuO/zib3/b5cce61f91c6447bbc2f10e7836a7827.webp","p2":"/dx/ib3oV3MeuO/zib3/e34db2ab70064b2c998d14159f0b8ff8.webp","p3":"/dx/ib3oV3MeuO/zib3/50969dc0b2f14d118fcf166dc0871021.webp","msg":null,"t":null,"result":1,"type":0,"logo":null}
  • sid：token2。
  • y：y坐标
  • p1：不完整图片
  • p2：拼图块
  • p3：完整图片

注意：如果该请求错误，可能会返回另一种图片验证码（点击类型）

3、v1请求：获取token3

（1）请求示例：

y: 30 x: 33 aid: dx-1547997910506-78792589-1 sid: 75dc20f81b2bd0ff871b9f12e54ef2c8 jsv: 1.3.11.98 c: 5c448ee09pUgUAwgiaRMmhhDea79K4O1B7oQhRh1 ak: 5f6727ec854786a86cd4c3c171d13499 ac: 492#X8Xn8AQv/Y6pdvgYXXfOuMffR/W3XjVgMOYfQntkaQbRZ/smuRlFpvD6L+qHM21JPdOjXTgzLGKauxS0c29jXCAeYaTRl589z9Ug+vZ1YDXIBNwrm8X1k6vEf3rKmrXmS2WXmFPMgH3nXX8XXXXmY8XEJ37H/cWc68WnDdW+DXSjXtXZj9c6v33n6aa6W9bhYu/c8XIXui83m5U1gFUJzxqJzxoGUqNSYXpFY2Xio3O5Ja/dw/NP2X5X3oFjcWf2r9znqaJQ2LQr7homIr5X3oFPjnXMr9znqaJQ2LQr7homIr2XsBHwJhSSRygCnh3ufTc1v/8V8YZsiz/D4raoj9XLRtOYv9a53D2kZcWV8YcHUAa/mrXmS25X3oFPjvS2r9znqaJQ2LQr7homIr5XjoFPjvrMr9DIGaUiwYmYYrXslqs+7bRz2kEuonW=

  • y：坐标，a请求会返回，所以不需要自己计算。

  • x：坐标，需要计算。

  • aid：时间戳+随机数+1。目前猜测其目的是number once。

  • jsv：表示版本号。

  • c：c1请求的返回值，理解为token1

  • ak：appKey，顶象会为每一个接入其无感验证码的server提供一个appKey，以便标识他们是哪一个服务。

  • ac：加密信息。包括时间戳、操作系统对应编码、Referer、特殊加密算法（随机取加密算法中一段并加密）、JSV、token(sid)、是否使用headless、浏览器版本、屏幕信息、服务网址、版本、检测是否使用webdriver等方式抓取、token、鼠标轨迹等进行数据加密。

（2）返回示例：

{"success":true,"token":"37AD877DC3953CA1116E487DFBF6DB435DFE7C4CD204B8DC861D5857BE2FDDCF4565648C95BAFD15030AA555713B5DA1FD5D57C82427F4C7D222E5990F47AB83B3F13ED08965032CFF26FA37B82012FF","msg":null,"tp":null,"sv":null,"retry":0}

返回token则表示成功。但注意此时token未必有效，如果c1请求使用appKey与v1请求使用的不同，是无法通过check校验的。

4、check

在获取token之后会通过check接口，进行token时效性与正确性校验。使用方通过调用顶象的open api进行token校验。通过则说明，验证码完成。

五、部分服务化源码

greenseer.js部分服务化代码

function getParamUa(sid, position, referer, browserVersion) {
    var _ua = "";
    var ua = "";
    var tm = new Date().getTime();
    delete require.cache[require.resolve('../builder/dingxiang_greenseer_finish.js')];
    var encryptionFunc = require('../builder/dingxiang_greenseer_finish.js');
    var replace_encrypt = encryptionFunc.replace_encrypt;

    delete require.cache[require.resolve('../builder/dingxiang_version_finish.js')];
    var versionFunc = require('../builder/dingxiang_version_finish.js');
    var replace_version = versionFunc.replace_encrypt;
    let mouseMove = buildMouseMove(position);
    let mouseMoveEvent = buildMouseMoveEvent(mouseMove);
    let mouseDownEvent = buildMouseDownEvent(mouseMoveEvent);
    app = function (u, c) {
        var s = (0, toStr)([u].concat((0, replace_bs2)(c.length)));
        _ua += [s, c].join(""),
            ua = [replace_version.exports.version, "#", (0, replace_btoa)(_ua)].join("");
        console.log(ua);
        ua.replace("xxxxxxxxx", "");
    }
    process = function (t) {
        var c = [].slice.call(arguments);
        return t = c.length === 1 && (0, isArray)(t) ? t : c, t = (0, flatten)(t), (0, toStr)(t)
    }
    getTM = function () {
        var a = process((0, replace_bs8)(tm));
        app(1, (0, replace_encrypt.encryptTM)(a))
    }
    //浏览器版本
    getBR = function (browserVersion) {
        //浏览器版本 Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_14_0) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/73.0.3683.86 Safari/537.36
        //Chrome/73.0.3683.86 ,chromeVersion = "73"
        //var version = browserVersion;
        var version = browserVersion;
        console.log("version: " + version)
        var a = 3, b = [1, version], c = b[1];
        a = process(a, b[0], (0, replace_bs2)(c.length), (0, replace_bss)(c));
        app(2, (0, replace_encrypt.encryptBR)(a))
    }
    //屏幕信息
    getSC = function () {
        //7,128,4,56,7,128,4,33,0,241,4,56,7,128,1,73,7,128,4,56
        //var n = this.process((0, getScreenInfo)());
        //var n = "8€! ´€:€8";
        //var scValue = [[5,160],[3,132],[5,160],[3,109],[0,0],[0,0],[5,160],[1,49],[5,160],[3,132]];
        var scValue = buildSCArray();
        //var scValue = [[7,128],[4,56],[7,128],[4,33],[0,241],[4,56],[7,128],[2,5],[7,128],[0,0]];
        var n = this.process(scValue);
        app(3, (0, replace_encrypt.encryptSC)(n))
    }
    //网址
    getLO = function (referer) {
        var o = "",
            a = referer,
            i = this.process((0, replace_bs2)(a.length), (0, replace_bss)(a), (0, replace_bs2)(0), (0, replace_bss)(o));
        app(4, (0, replace_encrypt.encryptLO)(i))
    }
    //函数
    getCF = function () {
        let cfParam = buildCFParam();
        let range = Math.floor(Math.random() * 3 + 7);
        let lastIndex = Math.floor(Math.random() * (cfParam.length - 9) + 9);
        let beginIndex = lastIndex - range;
        cfParam = cfParam.slice(beginIndex, lastIndex);
        var s = this.process((0, replace_bs2)(beginIndex), (0, replace_bs2)(range), (0, replace_bss)(cfParam));
        //var s = " += t";
        app(5, (0, replace_encrypt.encryptCF)(s))
    }
    //是否开启控制台
    getDI = function () {
        var a = 1;
        a = process(a);
        app(6, (0, replace_encrypt.encryptDI)(a))
    }
    //检测是否使用webdriver等方式抓取
    getEM = function () {
        var s = process((0, replace_bs4)(0));
        app(7, (0, replace_encrypt.encryptEM)(s))
    }
    //版本
    getJSV = function () {
        var o = process((0, replace_bs4)(1));
        app(8, (0, replace_encrypt.encryptJSV)(o))
    }
    //token
    getTK = function (sid) {
        var a = sid;
        a && (a = this.process((0, replace_bs2)(a.length), (0, replace_bss)(a)),
            app(9, (0, replace_encrypt.encryptTK)(a)))
    }
    getMM = function (mouseMove) {
        var v = mouseMove.eventName
            , h = mouseMove.tm
            , d = mouseMove.x
            , p = mouseMove.y
            , l = this.process((0, replace_bs4)(h)
            , (0, replace_bs2)(d)
            , (0, replace_bs2)(p)
            , (0, replace_bs2)(v.length)
            , (0, replace_bss)(v));
        console.log("mouse_mm info :" + "MM_v:" + v + " tm:" + h + " MM_getPageX:" + d + " MM_getPageY:" + p);
        this.app(11, (0, replace_encrypt.encryptMM)(l))
    }
    getMD = function (mouseDown) {
        var f = mouseDown.eventName
            , s = mouseDown.button
            , v = mouseDown.tm
            , h = mouseDown.x
            , d = mouseDown.y
            , p = this.process((0, replace_bs4)(v)
            , (0, replace_bs2)(h)
            , (0, replace_bs2)(d)
            , s
            , (0, replace_bs2)(f.length)
            , (0, replace_bss)(f));
        console.log("MD_getTarget:" + f + " MD_getButton:" + s + " MD_time:" + v + " MD_getPageX:" + h + " MD_getPageY:" + d + " MD_process:" + p);
        this.app(12, (0, replace_encrypt.encryptMD)(p))
    }
    var _sa = [];
    recordSA = function (mouseMove) {
        var i = mouseMove.tm
            , u = mouseMove.x
            , c = mouseMove.y
            , f = this.process((0, replace_bs4)(i),
            (0, replace_bs2)(u),
            (0, replace_bs2)(c));
        console.log("recordSA: " + " tm: " + i + " getPageX: " + u + " getPageY: " + c);
        _sa.push((0, replace_encrypt.encryptSA)(f))
    }
    sendSA = function (r) {
        this.app(17, r);
    }
    sendTemp = function (t) {
        var n = process((0, replace_bs2)(t.length), (0, replace_bss)(t));
        app(10, (0, replace_encrypt.encryptTEMP)(n))
    }

    var tm = getTM();
    var br = getBR(browserVersion);
    var LO = getLO(referer);
    var CF = getCF();
    var DI = getDI();
    var EM = getEM();
    var JSV = getJSV();
    var TK = getTK(sid);
    var SC = getSC();
    var MM = getMM(mouseMoveEvent[mouseMoveEvent.length - 1]);
    var MD = getMD(mouseDownEvent[0]);
    var DI = getDI();
    for (let mveIndex = mouseMoveEvent.length - 2; mveIndex >= 0; mveIndex--) {
        var MM = getMM(mouseMoveEvent[mveIndex]);
    }
    for (let mvIndex = mouseMove.length - 1; mvIndex >= 0; mvIndex--) {
        var SA1 = recordSA(mouseMove[mvIndex]);
    }
    for (let saIndex = 0; saIndex < _sa.length; saIndex++) {
        var SA2 = sendSA(_sa[saIndex]);
    }
    var temp = sendTemp(position);
    return ua;
}

Java服务化代码

@Override
    public CrackResult crackDingXiang(DingXiangParam dingXiangParam, Integer captchaType, String caller) throws IOException {
        Preconditions.checkNotNull(dingXiangParam, "crackDingXiang dingXiangParam is null");
        Preconditions.checkNotNull(StringUtils.isNotBlank(caller), "caller is null");

        String userAgent = HeaderBuilder.buildChrome();
        String browserVersion = getBrowserVersion(userAgent);
        dingXiangParam.setUserAgent(userAgent);
        //Lid请求
        String lidResult = getDingXiangLidFunc(dingXiangParam);
        dingXiangParam = changeDingXiangParam(dingXiangParam, lidResult);
        //C请求
        String cFunctionResult = getDingxiangCFunc(dingXiangParam);
        CFunctionResponse cFunctionResponse = buildCFunctionResponse(cFunctionResult);
        AFunctionParam aFunctionParam = buildPictureRequestParam(cFunctionResponse, dingXiangParam);
        //A请求
        String aFunctionResult = getDingXiangAFunc(aFunctionParam);
        AFunctionResponse aFunctionResponse = buildAFunctionResponse(aFunctionResult);
        //分析图片
        PictureAnalysisParam pictureAnalysisParam = buildPictureAnalysisParam(dingXiangParam, aFunctionResponse, browserVersion);
        String pictureAnalysisResult = analysePicture(pictureAnalysisParam);
        PictureAnalysisResponse pictureAnalysisResponse = buildPictureAnalysisResponse(pictureAnalysisResult, pictureAnalysisParam);
        //V请求
        VFunctionParam vFunctionParam = buildVFunctionParam(pictureAnalysisResponse, aFunctionParam, aFunctionResponse, dingXiangParam);
        List<NameValuePair> vFunctionPostParam = buildDingXiangVFuncPostParam(vFunctionParam);
        String vFunctionResult = getDingXiangVFunc(vFunctionPostParam, dingXiangParam);
        VFunctionResponse vFunctionResponse = buildDingXiangVFuncResponse(vFunctionResult);
        CrackResult crackResult = buildCrackResult(vFunctionResponse, cFunctionResponse, dingXiangParam, captchaType);

        return crackResult;
    }

六、服务化关键

1、图片还原

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

2、随机加密算法解析（重点设计部分）

加密算法会随着js混淆的改变而改变，如何服务化？

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

（1）语法树思路

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

（2）举例子

（1）未处理的index.js。

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

（2）创建模板并生成其语法树。

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

（3）将加密算法转化成语法树-> 与模板语法树结合 -> 生成新的语法树 -> 生成新的js文件

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

（4）启用定时任务，每天固定时间去生成新的加密算法js文件。

七、成果

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

八、顶象无感验证流程

（1）顶象无感验证流程图

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

（2）顶象风控流程图

顶象验证码破解与研究-LMLPHP

九、总结

（1）顶象相对于极验产品设计更加清晰。步骤非常明确 "设备数据->行为数据->验证"；

（2）通过每日更新混淆js文件、加密算法提升破解服务化难度；

（3）通过验证码下发策略，进行验证码种类变换，提升验证码识别难度；

（4）验证码产品创新能力强，例如：空间语义验证、乱序拼图验证、面积验证、旋转验证等；

（5）整体而言，顶象对于验证码的理解应该是业界领先的。

十、最后

1、目前国内在安全产品方面的文章较少，我们很难全面了解与学习安全产品，希望我的文章能够帮助到更多人。

2、如果想系统地了解第三代验证码，可以结合我的另几篇篇文章
（1）《第三代验证码研究》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/11363611.html（推荐）

（2）《顶象验证码破解与研究》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/14269941.html（推荐）

（3）《极验验证码破解与研究》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/14021048.html（推荐）

（4）《极验无感验证破解》https://www.cnblogs.com/boycelee/p/13951819.html

（5）《同盾小程序指纹破解》https://www.cnblogs.com/boycelee/category/1819211.html

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