python生成图片验证码

时间:2022-06-03 小小小小人ksh 人气:0

背景

在注册或者登陆场景下，经常会遇到需要输入图片验证码的情况，最经典的就是12306买火车票。图片验证码的破解还是有一定难度的，而且如果配合上时间和次数的验证，可以很大程度上防止模拟登陆或者暴力破解，保护用户信息，同时很大程度上减少对服务器的恶意请求。今天我们就用python的django框架+PIL实现简单的图片验证码。

环境

python：3.6.5
django：3.1.6
pillow：5.2.0
【说明】：需要有django基础，比如路由、视图函数和启动命令等。

代码

check_code.py文件：

功能：

生成4位的随机字符串，并且将随机字符串写到图片上；
将随机字符串和图片格式的字符串作为返回值。

# -*- coding:utf-8 -*-

import random
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont, ImageFilter
# 小写字母，去除可能会造成干扰的i，l，o，z
_letter_cases = "abcdefghjkmnpqrstuvwxy"
# 大写字母
_upper_cases = _letter_cases.upper()
# 数字
_numbers = ''.join(map(str, range(3, 10)))
init_chars = ''.join((_letter_cases, _upper_cases, _numbers))


def create_validate_code(
        size=(120, 30),
        chars=init_chars,
        img_type='GIF',
        mode='RGB',
        bg_color=(255, 255, 255),
        fg_color=(0, 0, 255),
        font_size=18,
        font_type="Monaco.ttf",
        length=4,
        draw_lines=True,
        n_line=(1, 2),
        draw_points=True,
        point_chance=2):
    """
    @todo: 生成验证码图片
    @param size: 图片的大小，格式（宽，高），默认为(120, 30)
    @param chars: 允许的字符集合，格式字符串
    @param img_type: 图片保存的格式，默认为GIF，可选的为GIF，JPEG，TIFF，PNG
    @param mode: 图片模式，默认为RGB
    @param bg_color: 背景颜色，默认为白色
    @param fg_color: 前景色，验证码字符颜色，默认为蓝色#0000FF
    @param font_size: 验证码字体大小
    @param font_type: 验证码字体，默认为 ae_AlArabiya.ttf
    @param length: 验证码字符个数
    @param draw_lines: 是否划干扰线
    @param n_lines: 干扰线的条数范围，格式元组，默认为(1, 2)，只有draw_lines为True时有效
    @param draw_points: 是否画干扰点
    @param point_chance: 干扰点出现的概率，大小范围[0, 100]
    @return: [0]: PIL Image实例
    @return: [1]: 验证码图片中的字符串
    """
    # 宽和高
    width, height = size
    # 创建图形
    img = Image.new(mode, size, bg_color)
    # 创建画笔
    draw = ImageDraw.Draw(img)

    def get_chars():
        """生成指定长度的字符串，返回列表格式"""
        return random.sample(chars, length)

    def create_line():
        """绘制干扰线条"""
        # 干扰线条数
        line_num = random.randint(*n_line)
        for i in range(line_num):
            # 起始点
            begin = (random.randint(0, size[0]), random.randint(0, size[1]))
            # 结束点
            end = (random.randint(0, size[0]), random.randint(0, size[1]))
            draw.line([begin, end], fill=(0, 0, 0))

    def create_points():
        """绘制干扰点"""
        # 大小限制在[0, 100]
        chance = min(100, max(0, int(point_chance)))
        for w in range(width):
            for h in range(height):
                tmp = random.randint(0, 100)
                if tmp > 100 - chance:
                    draw.point((w, h), fill=(0, 0, 0))

    def create_strs():
        """绘制验证码字符"""
        c_chars = get_chars()
        # 每个字符前后以空格隔开
        strs = ' %s ' % ' '.join(c_chars)
        font = ImageFont.truetype(font_type, font_size)
        font_width, font_height = font.getsize(strs)
        draw.text(((width - font_width) / 3, (height - font_height) / 3),
                  strs, font=font, fill=fg_color)
        return ''.join(c_chars)

    if draw_lines:
        create_line()
    if draw_points:
        create_points()
    strs = create_strs()
    # 图形扭曲参数
    params = [1 - float(random.randint(1, 2)) / 100,
              0,
              0,
              0,
              1 - float(random.randint(1, 10)) / 100,
              float(random.randint(1, 2)) / 500,
              0.001,
              float(random.randint(1, 2)) / 500
              ]
    # 创建扭曲
    img = img.transform(size, Image.PERSPECTIVE, params)
    # 滤镜，边界加强（阈值更大）
    img = img.filter(ImageFilter.EDGE_ENHANCE_MORE)

    return img, strs

路由：

from django.urls import path
from web.views import home, account


urlpatterns = [
    path('code/', home.code),
    path('test/', home.test),
]

视图函数：

# encoding=utf-8

import json
import io
from django.shortcuts import render, HttpResponse, redirect
import check_code as CheckCode


def code(req):
    """
    获取验证码
    :param req:
    :return:
    """
    stream = io.BytesIO()
    # 创建随机字符串code
    # 创建一张图片格式的字符串，将随机字符串写到图片上
    img, code = CheckCode.create_validate_code()
    print('[check_code][code]:', code)
    # 保存到内存中
    img.save(stream, 'PNG')
    req.session['CheckCode'] = code
    return HttpResponse(stream.getvalue())


def test(req):
    """通过请求头获取用户设备信息"""
    print(type(req))
    return render(req, 'test.html')

html文件：

功能：

给图片绑定onclick事件，这样每点击一次就重新生成一个验证码；
img标签的src属性可以是字节流形式的图片，每次请求check_code视图函数，浏览器会将返回的图片字符串解析为图片作为src属性。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>test</title>
</head>
<body>
    <h1>图片验证码</h1>
    <img src="/check_code/" alt="验证码" onclick="ChangeCode(this);">
    <script>
        function ChangeCode(ths) {
            ths.src += '?';
        }
    </script>
</body>
</html>

结果

启动django项目，浏览器访问http://127.0.0.1:8000/test/，可以看到图片验证码：

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