12306 は、自動チケット取得を防止するための特許を申請しています。チケット取得ソフトウェアはまだ役に立ちますか?

今日は春節の旅行ラッシュの初日です。みんなチケットは手に入れましたか？定期的にチケットを取得し、Web ページを頻繁に更新し、それでもチケットを購入するために「チケット取得加速パッケージ」を購入するために多額の費用を費やす必要がある従業員はどれくらいいるでしょうか?

ここ二日間、「12306が自動切符奪取防止の特許を申請した」というニュースが話題となり、多くのネットユーザーの注目を集めている。

では、なぜソフトウェアの助けを借りて希少なチケットを購入できるのでしょうか?自動チケット取得を防ぐにはどうすればよいでしょうか?今日は技術的な観点からお話ししましょう。

画像出典: インターネットのスクリーンショット

オンラインでチケットを購入すると、具体的に何が起こるのでしょうか?

12306 で電車のチケットを購入する基本的な手順は、 Taobao や JD.com などの電子商取引サイトで商品を購入する手順と似ています。大まかに分けると、ログイン、照会、選択、確認、支払いの手順になります。

チケットを購入するにはログインが必須となります。ユーザーの身元が本人であるかどうかを検証し、個人情報の確認を行います。

原理も非常にシンプルです。ユーザーがユーザー名とログイン パスワードを入力すると、チケット購入システムが独自のユーザー データベースを照会して、ユーザー名とパスワードが正しいかどうかを確認します。正しければ、ユーザーの ID は信頼できるとみなされます。

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この段階では、ユーザーの身元が偽装されるリスクがあります。フィッシング詐欺師は、実際のユーザーになりすますために、多数の異なるパスワードを試したり、他の Web サイトから漏洩したパスワードを使用したりすることがあります。

一般的な解決策は、2 つのアプローチを取ることです。ユーザーが間違ったパスワードを複数回続けて入力すると、一定期間そのユーザーのログインが禁止されます。ユーザーがパスワードを入力した後、別の検証手順があり、ユーザーはパズルのピースをドラッグしたり、一連の写真から要件を満たす写真を見つけたりすることができます。

過去には、12306 は検証の難易度が高いと批判されていました。初期の頃、12306 の最初の検証合格率はわずか 8% という悲惨な数字でした。もちろん、長年にわたる継続的な改善により、この問題はほぼ解決されました。

ユーザーの本人確認が済めば、あとはスムーズに進みます。ユーザーはまず出発地と到着地に基づいて残りのチケットを確認し、希望する列車を選択します。次に乗客と座席の情報を選択し、選択が正しいことを確認した後、チケットを支払います。

このプロセスは、実際には、ユーザーが駅の切符売り場のスタッフに ID カードを渡し、スタッフがユーザーに代わって投票するのと同じですが、完全にセルフサービスになっている点が異なります。

チケットが余っている場合、もちろんこの処理で問題ありません。先着順でチケットを1枚ずつご購入いただけます。しかし、チケットが足りず、全員がチケットを購入したい場合、必然的に何らかの技術的な手段を使いたいと思う人もいるでしょう。

なぜ技術的な手段でチケットを入手することができるのでしょうか?

チケットを購入する際に使用される技術的な手段は、自動チケット取得です。自動チケット取得の基本的な考え方は、コンピューターに人間の行動をシミュレートさせることです。

個人使用: 自分専用の自動チケット取得プログラムを開発する場合は、比較的簡単です。まず、個人情報でログインし、手動で本人確認を行い、その後、希望する列車番号を高頻度で照会し続けます。クエリによって返されたデータにチケットが残っていることが示されている場合は、すぐに注文してください。

この時点で重要なのは、返されたクエリ結果を分析することです。これは難しいことではありません。結局のところ、クエリ結果は返されるテキストの文字列であり、そこから情報を抽出するのは簡単です。これは、チケット売り場に立って、2 分ごとにチケットがあるかどうかを尋ねるようなものです。いずれにせよ、12306 サーバーは機械であり、チケットオフィスのスタッフではありません。計算能力が許す限り、あらゆる質問に答えることができ、何度も質問しても煩わしくありません。

複数のユーザー: 多くの人のチケットを取得する必要がある場合は面倒になります。ユーザーがログインして認証に合格するのを支援するのはかなり面倒です。結局のところ、コンピューターが人間のようにグラフィックを認識し、検証プロセスを通過するのは、まだやや困難です。認証コードは、コンピューターが人間になりすますことを困難にするために発明されました。

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ただし、これは技術的な問題なので、技術的な解決策が存在する場合が多くあります。コンピューター ビジョン技術の発展により、グラフィック検証コードを解読することは難しくなくなり、技術的なハードルが上がるだけです。

つまり、自動チケット取得のプロセスは、一群の人がチケット窓口をブロックしているようなものです。数秒ごとに誰かがやって来て、チケットがあるかどうかを尋ね、チケットが購入されるか、チケットの販売時間が過ぎるまで止まりません。

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チケットの自動取得にはいくつかの結果が伴います。整然とチケットを購入するために列に並んでいるユーザーにとって不公平になります。 12306 サーバーのコンピューティング リソースが浪費され、12306 ユーザーのチケット購入エクスペリエンスが低下する可能性があります。そして、それはすべてのユーザーの幸福度を低下させます。チケットを購入できなかったユーザーは当然不幸になりますし、チケットを手に入れるために余分なお金を払ったユーザーも幸せではないかもしれません。

したがって、当然のことながら、自動チケット取得を防ぐためには、対応する技術的手段が必要です。

自動チケット取得を防ぐにはどうすればよいでしょうか?

自動チケット取得の技術的な難しさを改善できる基本的なアイデアがいくつかあります。

1. 自動チケット取得ソフトウェアの動作を特定し、自動的にチケットを取得するロボットダフ屋を見つけます。

具体的には、サーバのアクセス状況を分析することで、短期間に頻繁にチケット情報を照会するマシンをフィルタリングし、アクセスを禁止することができます。この解決策に対処するために、自動チケット取得ソフトウェアは IP アドレスを頻繁に変更する方法を採用することがよくあります。したがって、このアイデアは基礎としてのみ機能します。

2. 自動チケット取得ソフトウェアが有効な残りのチケット情報を取得できないようにします。

前述のように、残りのチケットに関するクエリを 12306 に送信するたびに、テキスト文字列がユーザーのブラウザに返され、チケット取得ソフトウェアがこのテキスト文字列を分析して残りのチケット情報を取得します。返される情報がテキストでない場合、チケット取得ソフトウェアによる処理がさらに困難になります。結局のところ、コンピューターの視覚は人間の視覚とは大きく異なります。人間が一目でわかるものでも、コンピュータが認識するのは簡単ではありません。

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2021年11月、中国鉄道科学院電子計算技術研究所は、このアイデアを採用した「自動切符盗取を防止する方法、システム、装置、記憶媒体」という特許を申請した。この特許では、研究者はクエリ後の残りのチケット情報をスケーラブルなベクター画像（SVG、Scalable Vector Graph）に変換し、それをユーザーのブラウザに送り返しました。

SVG は興味深い画像形式です。画像ですが、画像内の位置、色、線幅などの情報をテキストで記述します。相対ポイントを使用してデータを保存するため、歪みなく任意のサイズに拡大縮小できます。これら 2 つの機能により、プログラムを通じて簡単に描画でき、あらゆるサイズのディスプレイに表示できるようになります。

その 2 つの機能は、自動チケット取得に非常に役立ちます。クエリは画像を返しますが、従来の自動チケット取得ソフトウェアではそこからチケット情報に関連するテキストを抽出できないため、当然チケットを取得することは不可能です。手動でチケットを購入するユーザーは、これらの画像でチケット情報を認識でき、希望する列車の情報をクリックするだけでチケットの購入を続行できます。

上記の特許では、テキストの組み合わせを使用してテキスト推論に基づく動作検証を実現するという独創的な検証方法も提案されています。つまり、ユーザーはチケットを購入する前に再度行動検証を受ける必要があるということです。

具体的には、まずランダムにいくつかの漢字を選択し、それを SVG 画像に変換し、それを上と下の 2 つの部分に分割します。次に、これらの漢字の上半分と、そのうちの 1 つの漢字の下半分を表示します。最後に、ユーザーが文字の正しいスペルを見つけられるようにします。正しい漢字が形成された場合にのみ検証に合格できます。

図5のみが正しいです。画像出典: 上記特許明細書

自動チケット取得ソフトウェアがこの検証に合格するには、「文字を認識」できる必要があります。つまり、文字ライブラリを持ち、文字ライブラリを比較して正しいスペル方法を見つけることができる必要があり、これにより自動チケット取得の難易度が間違いなく高まります。

つまり、自動チケット取得を防ぐために、チケット購入システムにいくつかの障害物を設計する必要があります。これらの障害は人間にとっては難しくありませんが、コンピュータにとっては依然として困難です。

結局、需要がモチベーションとなり、コンピュータの能力も向上します。技術は徐々に向上し、自動チケット取得と反自動チケット取得の間で綱引きが続くことになるでしょう。

企画・制作

この記事は科学普及中国-星空プロジェクトの作品です

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作｜中国科学技術出版有限公司、北京中科星和文化メディア有限公司

著者: マンモス ハルビン理工大学

レビュー｜テンセント玄武ラボ所長 ユー・ヤン

企画丨Fu Sijia Linlin

編集者：傅思佳琳琳