短信验证码的深度剖析

一、短信验证码运作机制

1. 验证码加密发送

1. 在APP中点击发送验证码，向后台发送一个发送验证码请求；
2. 后台收到请求，生成一个验证码A，并反编译成短信验证码A‘；
3. 请求短信服务商发送短信验证码A’至用户手机，同时存储验证码A至后台数据库中；

注：出于安全性考虑，后台数据库只能查看验证码A，无法查看短信验证码A‘。

2. 验证码解密验证

1. 用户收到短信验证码A’，填写至APP中，点击注册，向后台发送验证验证码请求并提交短信验证码；
2. 后台收到请求后后反编译短信验证码A‘，验证反编译之后的结果是否是验证码A，是则验证码成功，此次用户注册申请成功，否则验证失败，反馈给APP，此次注册申请不成功。

产品经理只需要理解成为——“我们有一个密件，你用我短信传给你的暗号打开密件，然后把里面的东西交给我，我就把你要的东西给你”。

二、破解验证码A、短信验证码A‘原理

在这样的一个机制下，而且需要验证码不过于复杂，会出现两种比较常见的对用户账户的安全性造成威胁的情况：

（1）暴力破解短信验证码A’

假设短信验证码A’只有四位，暴力破解只需要模拟调取接口10000次就能够把短信验证码A‘破解出来。假设调取一次接口耗时0.1秒，那么1000秒就能够成功破解验证码A’，即只有短短的1000/60=16.67分钟。

（2）暴力破解验证码A

截取数据库的数据包拿到验证码A，对验证码A执行暴力破解，反推出短信验证码A‘，相比直接暴力破解短信验证码A’，时间会有点长，但可以减少验证次数。

三、短信验证码未加防护存在的风险

当黑客发现某个未加防护的短信发送接口后，按照某个手机号码列表，循环发送短信验证码，不断变换ip地址，如果我们没有做任何限制的话，会存在两个方面的风险：

1. 公司可能损失数以万计甚至更高的短信费用，发送验证码是需要向运营商付费，如果发出的短信大多数都是没有用的话，用户注册量越大资金支出越大，将让公司在这一块遭受不必要的损失；
2. 流量攻击，用户无法登陆、注册；大批量的请求发送验证码，会导致访问流量大增，有可能使得发送验证码的数据接口瘫痪，用户无法继续使用该功能（造成用户无法登陆、注册），必定会收到用户的投诉，公司形象也会受损。

四、应对策略

为了防止黑客恶意刷取目标网站短信验证码，使用对短信发送次数、短信发送时间间隔进行限制以及发送之前增加动态验证。

（1）手机号获取短信验证码次数限制是其中一种防攻击策略，不过在设计这方面内容时，需要根据自己公司的业务情况具体制定的。

需要回答3个问题：

1. 根据业务需要，短信验证码发送次数设置的上限为多少合适？单次短信验证码填写错误的次数？
2. 一般超过这个上限，我们需要锁定用户手机号多长时间？6小时，12小时，还是24小时？
3. 锁定用户手机号后，我们可以为用户提供的后续方案是什么？需不需要提示对方，让他打电话给客服，自己主动申请解锁？走邮箱的验证方式、增加语音验证码也是一种可行的解决方案。

（2）设置短信发送时间间隔是其中的一种防攻击策略，为了防止用户重复获取验证码，一般设置60s左右的间隔获取时间，但验证码的有效期一般是5-30分钟不等。一般来说，5分钟有效的都是4位验证码，30分钟有效的都是6位验证码。不过这方面手段不能防止黑客更换手机号进行攻击，防护等级较低。

（3）发送验证码之前需要填写一次验证码，不过此种传统的方式利用机器学习的知识很容易破解。另外可以增加滑块拼图这种需要人为干预的动态验证。

至于如何研究这一块，各位可以看一下各大手机银行的APP，他们的安全防护措施都非常强大，无论是登录还是注册还是找回密码都有极高的安全性。