一文详解Python中的行为验证码验证功能

前言

最近在开发行为验证码，经常触及到关于验证类型的相关内容。但使用起来不太熟练，闲暇之余，总结一下我对行为验证码验证类型的理解。

验证类型概述

滑动拼图

创新行为式验证，轻松一滑完成拼图，体验极佳，秒速通过验证。简洁高效，在保障用户极致体验的同时，抵御机器风险。适用于追求用户体验的场景。

# 生成背景图
 basemap1 = Image.open(bg).convert("RGBA")  # 背景图
 if basemap1.size != size:  # 需要裁切或拉伸
     basemap1 = Graphics.crop(basemap1, size[0], size[1])
 puzzle1 = Image.open(url_absolute(img)).convert("RGBA")  # 方块图，蒙板
 # 旋转角度
 if rotate == 2:
     angle = randint(0, 360)
 elif rotate == 1:
     angle = choice([0, 90, 180, 270])
 else:
     angle = 0
 # angle = 45
 if angle: puzzle1 = puzzle1.rotate(angle, resample=Image.Resampling.BILINEAR)

puzzle1.putalpha(ImageEnhance.Brightness(puzzle1.split()[3]).enhance(alpha))  # 设置透明度，0-1之间
 # 产生随机位置
 img_size = puzzle1.size  # 滑动图片尺寸
 spacing = 0  # 滑动图片在底图位置四周间距，暂时使用0，小图片中的图案本身有20px边距
 # 随机位置
 x = randint(img_size[0] + spacing, size[0] - img_size[0] - spacing)
 y = randint(spacing, size[1] - img_size[1] - spacing)
 basemap1.paste(puzzle1, (x, y), puzzle1)  # 拷贝

# 方块滑动图
 # basemap2 = Image.open(url_absolute(bg)).convert("RGBA")
 basemap2 = Image.open(bg).convert("RGBA")
 if basemap2.size != size:  # 需要裁切或拉伸
     basemap2 = Graphics.crop(basemap2, size[0], size[1])
 puzzle2 = Image.open(url_absolute(img)).convert("RGBA")
 if angle: puzzle2 = puzzle2.rotate(angle, resample=Image.Resampling.BILINEAR)  # 旋转

basemap2 = basemap2.crop((x, y, x + img_size[0], y + img_size[1]))  # 裁切
 puzzle2.paste(basemap2, (0, 0), puzzle2)
 # 替换成长条形滑动块
 strip = Image.new('RGBA', (img_size[0], size[1]), (255, 255, 255, 0))
 strip.paste(puzzle2, (0, y), puzzle2)  # 拷贝

文字点选

顺序点击图中文字，全新行为验证，安全性极高，保障验证安全。提高机器识别难度的同时，保证真实用户可读。适用于安全要求较高的业务场景。

def random_character(self, length=None, type=[0, 1, 2, 3], repeat=False):
 """
 生成随机字符
 :param length: 生成的字符长度，几个字符
 :param type: [0] 数字，[1] 大写字母，[2]小写字母，[3] 特殊字符
 :param repeat: 是否允许重复字符
 :return [("A", 1, "大写字母"), ("8", 0, "数字"), ("a", 2, "小写字母"), ("", 3, "高跟鞋") ...]
 """
 if length is None: length = self.str_count
 # length = 10
 # type = [0]
 string = "".join(dict([(key, {
     0: "2345678923456789",
     1: "ABCDEFGHJKLMNQRTY",
     2: "abcdefghijkmnqrty",
     3: "",
 }[key]) for key in type]).values())

r = []
 for i in range(length):
     if repeat:  # 允许重复
         s = choice(string)
         t = Inference.char_type(s)
         r.append((s, t[0], t[1]))
     else:
         anti = 0  # 防止死循环，尝试一定次数后允许字符重复
         while True:
             anti += 1
             s = choice(string)
             t = Inference.char_type(s)
             st = "".join([it[0] for it in r])
             if s not in st or anti > 30:
                 r.append((s, t[0], t[1]))
                 break
 # 替换 n 个字母为图形字符
 if 3 in type:
     index = sample([i for i in range(length)], randint(0, length))  # 随机一组索引值：[0, 3, 1]
     icon_char = sample(self.icon_str, len(index))  # 随机取出 n 组特殊字符
     x = 0
     for i in index:
         # r = Inference.char_replace(r, i, icon_char[x][1])
         r[i] = (icon_char[x][1], 3, icon_char[x][2])
         x += 1
 return r

语序点选

根据中文语义，按顺序依次点击图中文字，语义理解能力结合行为轨迹。适用于安全要求较高的业务场景。

下面举例说说的干扰点与干扰线的制作：

# 噪线
 for i in range(line_count):
     x1 = randint(0, size[0])
     x2 = randint(0, size[0])
     y1 = randint(0, size[1])
     y2 = randint(0, size[1])
     draw.line((x1, y1, x2, y2), fill=Word.get_random_color())

# 噪点
 for i in range(point_count):
     draw.point([randint(0, size[0]), randint(0, size[1])], fill=Word.get_random_color())
     x = randint(0, size[0])
     y = randint(0, size[1])
     draw.arc((x, y, x + 4, y + 4), 0, 90, fill=Word.get_random_color())

字体识别

点击与其它字符不同字体的文字，用户仅需一次点击，即可进行安全验证。适用于安全要求超高的业务场景。

# 字体识别
if type in (10, 11, 12):  # 789生成成语/固定字符
   str_count = 1
   str_inter = numeric(str_inter, 2, 20)  # 干扰字符不能少于2
   v_font = sample(ttf, 2)  # 随机选出两种字体

string = []
for i in range(str_count + str_inter):

if type in (10, 11, 12):  # 字体识别，只使用两种字体
       font_file = v_font[0] if i == 0 else v_font[1]
   else:  # 随机字体
       font_file = choice(ttf)

font = ImageFont.truetype(url_absolute(font_file), size=font_size)

# 成语/使用固定字符，前n个字符使用成语字符
   random_char = idiom[i:i+1] if idiom else ""

# 随机字符串及补充固定字符时追加干扰字符
   if random_char == "":
       head = randint(0xb0, 0xf7)
       body = randint(0xa1, 0xfe)
       random_char = bytes.fromhex(f'{head:x} {body:x}').decode("gb18030")

# print(random_char, font_file)

# 随机位置
   anti = 0  # 防止字体设置过大或者图片设置过小，导致死循环，尝试一定次数后允许字符重叠
   while True:  # 防止文字重叠
       anti += 1
       x = randint(0, size[0] - font_size)
       y = randint(0, size[1] - font_size)
       find = True
       for s in string:
           if abs(x - s[1]) < font_size and abs(y - s[2]) < font_size:
               find = False
               break
       if find or not string or anti > 20: break

# 创建文字图片，可旋转
   str_bg = Image.new("RGBA", (font_size, font_size), (255, 255, 255, 0))  # 文字用空白图层
   str_draw = ImageDraw.Draw(str_bg)
   str_draw.text((0, 0), random_char, Word.get_random_color(), font=font)  # 添加文字
   angle = randint(-75, 75) if rotate else 0  # 是否随机角度
   str_bg = str_bg.rotate(angle, resample=Image.Resampling.BILINEAR, expand=0)  # 随机旋转

basemap.paste(str_bg, (x, y), str_bg)  # 图片与文字合并

# 保存随机字符及位置
   string.append([random_char, x, y, -angle])  # 字符、x、y、角度(正负转换，转用CSS顺时针旋转形式)

空间推理

根据提示，点击对应的元素。逻辑解题能力结合图形符号等元素识别能力。适用于安全要求超高的业务场景。

下面举例几种验证方式：

def send_color2differ(self):
       """ 请点击一个颜色不一样的字符 """
       color = self.color_name(2)  # 获取 2 组带中文名称的颜色 [('蓝色', '#0000FF'), ]
       data = []
       for i in range(self.str_count):
           # data/在图片上生成的数据
           data.append({
               "str": self.string[i][0],  # 字符内容
               "X": self.coord[i][0],  # x 位置
               "Y": self.coord[i][1],  # y 位置
               "color": color[0][1] if i == 0 else color[1][1],
               "angle": self.angle[i],
               "icon": True if self.string[i][1] == 3 else False,  # 是否为图形字符
           })
       # hint/操作说明文字
       hint = f'请点击一个 <i>颜色不一样</i> 的 <i>{self.string[0][2]}</i>'
       str = [(data[0]["str"], data[0]["X"], data[0]["Y"], data[0]["angle"]), ]
       return {"data": data, "str": str, "hint": hint}

def send_color2capital(self):
       """ 请点击蓝色字母对应的大写 """
       direc = choice([1, 2])  # 随机一种方式，大写 to 小写/小写 to 大写
       color = self.color_name()  # 获取 n 组带中文名称的颜色 [('蓝色', '#0000FF'), ]
       self.string = self.random_character(type=[direc])
       data = []
       for i in range(self.str_count):
           # data/在图片上生成的数据
           data.append({
               "str": self.string[i][0],  # 字符内容
               "X": self.coord[i][0],  # x 位置
               "Y": self.coord[i][1],  # y 位置
               "color": color[i][1],
               "angle": self.angle[i],
               "icon": True if self.string[i][1] == 3 else False,  # 是否为图形字符
           })

data[0]["str"] = data[1]["str"].swapcase()
       # hint/操作说明文字
       hint = f'请点击 <i>{color[0][0]}字母</i> 对应的 <i>{"大写" if direc == 1 else "小写"}</i>'
       str = [(data[1]["str"], data[1]["X"], data[1]["Y"], data[1]["angle"]), ]
       return {"data": data, "str": str, "hint": hint}

来源：https://segmentfault.com/a/1190000043517557