乔克叔叔的博客，公众号：运维开发故事

用python写一个简单的验证码

我们经常在登录一个网站，或者注册的时候需要输入一个验证码，有时候觉得很烦，因为有些验证码不仅复杂还看不清，许多用户就会因为这些而懒得再登录或者注册之类的。
既然验证码会造成流失用户的风险，为什么大家都还要使用验证码呢？
这是验证码在一定程度上起到保护网站安全的作用，比如防止大规模恶意注册（比如手机验证码形式，一机一户），再比如反爬虫（至少不会轻易让你爬取数据）等，你看用户基数最大的12306，就会有各种验证码。
既然验证码这么重要，它的原理是什么？是怎么实现的？
它的原理其实很简单，就是在服务器端生成验证码，发送给客户端，并以图像格式显示。客户端提交所显示的验证码，服务端接收并进行比较，若比对失败则不能实现登录或注册，反之成功后跳转相应界面。

我们知道了其原理，实现起来就很简单了，现在网络上也有各种各样已经做好的验证码，我们完全可以拿来即用。但是为了更好的理解其原理，我们来手撸一个简单的验证码，以下是在Django中实现。

简单的验证码

（1）、我们在urls.py中定义一条路由，如下：

复制url(r'getcode', views.get_code, name="get_code"),

（2）、我们定义一个视图函数get_code()，如下：

复制from io import BytesIO

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
from django.conf import settings
from django.shortcuts import render, HttpResponse, redirect
def get_code(request):
    """
    手撸一个验证码
    """
    # 定义图像颜色模型
    mode = "RGB"
    # 定义图像尺寸
    size = (200, 100)
    # 定义背景色
    bg_color = (255, 0, 0)
    # 创建图像
    image = Image.new(mode=mode, size=size, color=bg_color)
    # 创建画布
    image_draw = ImageDraw.Draw(image, mode=mode)
    # 创建字体,第一个参数是字体，第二个参数是字体大小
    image_font = ImageFont.truetype(settings.FONT_PATH, 100)
    # 创建一个验证码
    verify_code = "Joke"
    # 生成验证码
    fill_color = (255,255,255)
    for i in range(4):
        image_draw.text(xy=(50 * i, 0), text=verify_code[i], font=image_font, fill=fill_color)
    # 保存图像
    fp = BytesIO()
    image.save(fp, "png")
    return HttpResponse(fp.getvalue(), content_type="image/png")

其中settings.FONT_PATH是我预先定义好的字段，如下

复制STATICFILES_DIRS = [    os.path.join(BASE_DIR, "statics"),]
FONT_PATH = os.path.join(os.path.join(STATICFILES_DIRS[0], "fonts"),"constan.ttf")

然后我们我们启动服务python manager.py runserver，在浏览器上就可以看到验证码生成了
image.png

功能是实现了，但是我们现在是自定义了一个验证码字段，我们是需要随机生成验证码，而且字体颜色，背景颜色这些也不要定死了，然后我们再生成一些干扰点，我们对代码进行如下重构：

复制def get_code(request):
    """
    手撸一个验证码
    """
    # 定义图像颜色模型
    mode = "RGB"
    # 定义图像尺寸
    size = (200, 100)
    # 定义背景色
    bg_color = (get_color(), get_color(), get_color())
    # 创建图像
    image = Image.new(mode=mode, size=size, color=bg_color)
    # 创建画布
    image_draw = ImageDraw.Draw(image, mode=mode)
    # 创建字体,第一个参数是字体，第二个参数是字体大小
    image_font = ImageFont.truetype(settings.FONT_PATH, 100)
    # 创建一个验证码
    # verify_code = "Joke"
    verify_code = get_verify_code()
    # 生成验证码
    # fill_color = (255,255,255)
    for i in range(4):
        fill_color = (get_color(),get_color(),get_color())
        image_draw.text(xy=(50 * i, 0), text=verify_code[i], font=image_font, fill=fill_color)
    # 加入干扰点
    for i in range(10000):
        fill_color = (get_color(),get_color(),get_color())
        xy = (random.randrange(200), random.randrange(100))
        image_draw.point(xy=xy,fill=fill_color)
    # 保存图像
    fp = BytesIO()
    image.save(fp, "png")
    return HttpResponse(fp.getvalue(), content_type="image/png")


def get_color():
    """随机获取颜色"""
    return random.randrange(256)


def get_verify_code():
    """随机获取验证码"""
    verify_code = ''.join(random.choice(string.ascii_uppercase + string.digits + string.ascii_lowercase) for x in range(4))
    return verify_code

然后我们重启应用，刷新页面如下
image.png
是不是有点神似了？下面我们创建一个简单的login页面，来实际应用一下验证码。

简单的登录页面

（1）、创建一个路由

复制url(r'login',views.login, name="login"),

（2）、创建一个Login的视图函数

复制def login(request):
    """登录页面"""
    if request.method == "POST":
        pass
    return render(request, "login.html")

（3）、创建一个login.html的template

复制<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Login</title>
</head>
<body>
<form action="{% url 'app01:login' %}" method="post">
	{% csrf_token %}
    <span>用户名：</span><input type="text" name="username">
    <br>
    <span>验证码：</span><input type="text" name="verify_code">
    <br>
    <img src="{% url 'app01:get_code' %}" alt="">
    <br>
    <button>登录</button>
</form>

</body>
</html>

然后重启服务，浏览器访问如下
image.png
现在我们只是简单的搭建起了流程，我们需要的功能还没有实现，我们需要的功能有：
1、验证码校验
2、点击图片自动刷新验证码
3、忽略大小写

我们现在对项目进行重构，如下：
（1）、我们在get_code视图函数添加一行代码，如下

复制# 创建一个验证码
    # verify_code = "Joke"
    verify_code = get_verify_code()
# 加入session
    request.session['verify_code'] = verify_code
    ......

（2）、修改login视图函数，如下

复制def login(request):
    """登录页面"""
    if request.method == "POST":
        storage_code = request.session.get("verify_code")
        submit_code = request.POST.get("verify_code")
        if storage_code.lower() == submit_code.lower():
            return HttpResponse("登录成功")
    return render(request, "login.html")

（3）、修改login.html代码如下

复制<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Login</title>
</head>
<body>
<form action="{% url 'app01:login' %}" method="post">
    {% csrf_token %}
    <span>用户名：</span><input type="text" name="username">
    <br>
    <span>验证码：</span><input type="text" name="verify_code">
    <br>
    <img src="{% url 'app01:get_code' %}" alt="" name="verify_image">
    <br>
    <button>登录</button>
</form>
<script src="https://cdn.bootcss.com/jquery/3.2.0/jquery.js"></script>
<script>
    $(function () {
        $("img").on("click", function () {
            console.log("来了啊")
            $(this).attr("src","{% url 'app01:get_code' %}"+"?id="+Math.random())
        })
    })
</script>
</body>
</html>

然后就可以愉快的玩耍了，是不是很简单呢？

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