验证码测试

上一篇 / 下一篇  2021-09-13 12:02:45

1 认识验证码
  测试验证码,首先我们应当了解清楚验证码是什么?其存储位置在哪里?其原理是什么?做到知己知彼。
  1.1 验证码的由来和作用
  验证码,英文简写是“CAPTCHA”,其全称是“Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart”,即全自动区分计算机和人类的图灵测试,是一种区分其用户是计算机还是人类的公共全自动程序算法。最早是由卡内基梅隆大学的路易斯·冯·安和IBM的John Langford在2002年提出,这个验证码形式的问题是由计算生成并评判,但必须只允许有意识的人才能解答。
  后期被广泛用于安全信息领域,以有效防范恶意的程序算法对信息系统进行暴力性的攻击破解,比如:防范密码破解、信息盗窃、钱财转移等恶意行为。
  同时也发展为多种形式的验证码。常见的有手机短信验证码、Email验证码、视频验证码、手机语音验证码、拼图验证码、静态图文验证码、GIF动态图文验证码等,其验证码的内容包含数字、字母、汉字、人文数理、人与物识别等。其中图文验证码是网站验证中最常见的一种,也是我们身边人最熟悉的一种,也是本文重点介绍测试对象。
  1.2 验证码的存储
  既然在网页中的验证码是图文验证码,以图片文字的形式显示出来,那么在网页源码可能存在于以下几种方式:
  (1)存储于文件中
  (2)HTML语句中直接放入经过编码的验证码信息
  (3)HTML语句中直接放入请求的验证码URL信息
  (4)计算机生成验证码后,一般以session方式将验证码存储在服务器进程
  (5)存储于redis等nosql数据库中,通过调用nosql的客户端驱动查询
  (6)存储于数据库,通过进程内的接口进行查询或者直接进行数据库查询
  计算机服务器生成验证码后,就会缓存起来,原因在于方便用户提交验证码时进行验证。
  1.3 验证码的原理
  当用户需要验证时,服务器端将内存中临时生成的验证码发至客户端,为了其安全性,通常在发送后的一个有效时间内(比如:1分钟)就会删除其验证码,用户在有效时间内输入验证答案。其具体过程如下:
  首先,前端网页通过一个URL来对后端进行请求;接着,后端接收到前端的请求后,它将生成一个随机图文,然后把该随机图文存储于与对应客户端的session中;然后,将该随机图文进行图像处理,使计算机难以识别而人类容易辨别,经过处理的图文(.png、.jpg等多种格式)直接发至前端;最后,前端验证用户输入图文的验证答案,与后端生成的验证码是否一致,若一致则成功登录获取消息,反之不能通过。
  2 如何测试验证码
  测试验证码,既要测试其功能性,又要测试其安全性;手动测试和自动化测试均不可缺少,相互互补,尽可能覆盖缺陷。
  2.1 手动测试
  手动测试的核心,测试用例的设计。针对验证码测试的测试用例主要参考点如下:
  根据完善的测试用例一步一步执行,最大化做到细致精准。
  2.2 自动化测试
  自动化测试取决于产品的生命周期,考虑自动化测试工具所带来的效益。自动化测试更多的精力放在测试案例的设计、需求的分析、自动化环境框架的搭建以及自动化测试脚本的编写上。但是针对验证码的性质,随机生成的验证码不能使计算机简单的识别,这一点使自动化测试遇到了一定的困难瓶颈,通俗的说:验证码和自动化测试是对着干的。
  因此,自动化工具测试到验证码时,针对不同程度安全性的要求,使用相应效率的解决方案。其解决方案包括:注释验证码、设置验证码开关、设置万能验证码、记录Cookies信息、验证码图文识别等。
  2.2.1 注释验证码模块
  这是在安全性要求较低的情况下的解决方案,经过项目组的沟通,在测试阶段,开发人员将验证码模块的相关代码注释掉,等上线时取消注释。当然这样给测试人员在测试阶段减小了麻烦,但是上线正式生产环境中,该验证码模块可能给系统带来一定的障碍风险。
  2.2.2 设置验证码开关
  经过项目组的沟通,开发人员设置一个验证码开关模块,当手动测试时,按着测试用例进行执行;当自动化测试时,关闭验证码模块。
  2.2.3 设置万能验证码
  这是在安全性要求相对较高的情况下的解决方案,经过项目组的沟通,开发人员设置一个万能验证码。在设置万能验证码时,应当区分测试环境与生产环境,比如:判断当前是否是测试环境(通常情况下根据读取服务器配置文件就可判断是否是测试环境)?如果是,则输入万能验证码直接通过;如果不是,则继续按着正常的验证流程去验证。
  设置万能验证码的解决方案与注释验证码的解决方案相比,该方案设置的万能验证码模块的代码可以上线,几乎不会给系统带来障碍风险,同时这样,手动测试与自动化测试均很方便。
  2.2.4 记录Cookies信息
  通过向browser添加Cookies,这样就可以绕过介入的验证码,而在用户介入前通过add_cookie( )方法将介入信息添加到Cookies,这样一来,若再一次访问系统时将自动的介入。
  但是记录Cookies还是存在不足。一方面体现在有效Cookies是有时间限制,一旦过期无效,再次访问系统时需要重新获取;另一方面体现在如果找不到输入框名,就无法向输入框内输入介入信息。
  2.2.5 验证码图文识别
  如果测试人员用图文识别技术解决了自动化测试动态随机验证码,那这也相当于产品的一个Bug,使其系统并不是那么具有安全性。但为了系统的完整性,针对高级别程度安全需求的系统,利用验证码图文识别技术进行测试。
  2.2.5.1 OCR图像识别
  当前OCR图像识别技术已经比较成熟,能够很容易地识别出简单的图文验证码。对此大多数网站都逐步提升了图文验证码的复杂度,比如:加噪、扭曲图文等操作。当然这种对抗也正是系统不断升级的原因,敌对性发展。
  针对图文验证码的加噪,测试时应当对图文先降噪,再识别;针对图文验证码的扭曲,测试时应当Machine Learning、Pattern Recognition等技术算法提取图文特征,再匹配正确的图文验证码。
  2.2.5.2 Python-tesseract图像识别
  除了OCR图像识别技术,还可以通过Python-tesseract识别图文验证码,需要用到tesseract-ocr图像识别工具,能够读取.png、.jpg、.gif等常规格式的图片文件。
  综上所述,针对验证码的测试,最佳的解决方案就是手动测试与自动化测试并行。

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  • 更新时间: 2021-09-13

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