Django教程第4章 | Web开发实战-三种验证码实现
系列：Django学习教程
验证码的存在是为了防止系统被暴力破解攻击，几乎每个系统都有验证码。下面将介绍三种生成验证码方式。
您可以根据你自己的需要进行学习。
手动生成验证码
安装绘图依赖，利用的是画图模块 PIL 以及随机模块 random 在后台生成一个图片和一串随机数，然后保存在内存中。
pip install pillow编写跨图工具
code.py
注意需要指定 Monaco.ttf 字体 ，我这里直接放在项目根目录：font_file='Monaco.ttf'
import random
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont, ImageFilterdef check_code(width=120, height=30, char_length=5, font_file='Monaco.ttf', font_size=28):code = []img = Image.new(mode='RGB', size=(width, height), color=(255, 255, 255))draw = ImageDraw.Draw(img, mode='RGB')def rndChar():"""生成随机字母:return:"""# return str(random.randint(0, 9))return chr(random.randint(65, 90))def rndColor():"""生成随机颜色:return:"""return (random.randint(0, 255), random.randint(10, 255), random.randint(64, 255))# 写文字font = ImageFont.truetype(font_file, font_size)for i in range(char_length):char = rndChar()code.append(char)h = random.randint(0, 4)draw.text([i * width / char_length, h], char, font=font, fill=rndColor())# 写干扰点for i in range(40):draw.point([random.randint(0, width), random.randint(0, height)], fill=rndColor())# 写干扰圆圈for i in range(40):draw.point([random.randint(0, width), random.randint(0, height)], fill=rndColor())x = random.randint(0, width)y = random.randint(0, height)draw.arc((x, y, x + 4, y + 4), 0, 90, fill=rndColor())# 画干扰线for i in range(5):x1 = random.randint(0, width)y1 = random.randint(0, height)x2 = random.randint(0, width)y2 = random.randint(0, height)draw.line((x1, y1, x2, y2), fill=rndColor())img = img.filter(ImageFilter.EDGE_ENHANCE_MORE)return img, ''.join(code)if __name__ == '__main__':img, code_str = check_code()print(code_str)编写视图函数
views.py
LoginForm类：配置登录表单，涵盖用户名、密码和验证码。返回给模板HTML用于渲染页面。
image_code 函数：调用pillow函数，生成图片，设置60秒写入到自己的session中（以便于后续获取验证码再进行校验）
login函数：验证码这块代码主要是校验从前端传过来的验证码是否跟存在session中的验证码一致，如果一直则继续执行下面代码。否则抛出验证码错误异常。
class LoginForm(BootstrapForm):username = forms.CharField(label="用户名",widget=forms.TextInput,required=True)password = forms.CharField(label="密码",widget=forms.PasswordInput(render_value=True),required=True,)code = forms.CharField(label="验证码",widget=forms.TextInput,required=True)def image_code(request):""" 生成图片验证码 """# 调用pillow函数，生成图片img, code_string = check_code()# 写入到自己的session中（以便于后续获取验证码再进行校验）request.session['image_code'] = code_string# 给Session设置60s超时request.session.set_expiry(60)stream = BytesIO()img.save(stream, 'png')return HttpResponse(stream.getvalue())def login(request):if request.method == 'GET':form = LoginForm()return render(request, 'login.html', {'form': form})form = LoginForm(data = request.POST)if form.is_valid():# 验证码的校验user_input_code = form.cleaned_data.pop('code')code = request.session.get('image_code', "")if code.upper() != user_input_code.upper():form.add_error("code", "验证码错误")return render(request, 'login.html', {'form': form})# 查询数据库匹配用户名密码是否正确user_obj = models.UserInfo.objects.filter(**form.cleaned_data).first()print(user_obj)if not user_obj:form.add_error('password', '用户名或密码错误')return render(request, 'login.html', {'form': form})request.session['info'] = {'id': user_obj.id, 'username': user_obj.username}# 设置 session 过期时间为30分钟request.session.set_expiry(60 * 30)return redirect('/user/list/')return render(request, 'login.html', {'form': form})login.html
{{ form.code }}：验证码。
{{ form.code.errors.0 }}：验证码输出错误时返回错误提示。
在 img 标签设置 onclick事件，当用户单击验证码图片生成一个新的验证码。
相当于向服务器发送请求：http://localhost:8000/image/code/?temp=随机数
{% load static %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>用户管理系统</title><link rel="stylesheet" href="{% static 'plugins/bootstrap-3.4.1/css/bootstrap.min.css' %}"><style>.account {width: 400px;border: 1px solid #dddddd;border-radius: 5px;box-shadow: 5px 5px 20px #aaa;margin-left: auto;margin-right: auto;margin-top: 100px;padding: 20px 40px;}.account h2 {margin-top: 10px;text-align: center;}</style>
</head>
<body>
<div class="account"><h2>用户登录</h2><form method="post" novalidate>{% csrf_token %}<div class="form-group"><label>用户名</label>{{ form.username }}<span style="color: red;">{{ form.username.errors.0 }}</span></div><div class="form-group"><label>密码</label>{{ form.password }}<span style="color: red;">{{ form.password.errors.0 }}</span></div><div class="form-group"><label for="id_code">图片验证码</label><div class="row"><div class="col-xs-7">{{ form.code }}<span style="color: red;">{{ form.code.errors.0 }}</span></div><div class="col-xs-5"><img id="image_code" src="/image/code/" onclick="refreshImg(this)" style="width: 125px;" /></div></div></div><input type="submit" value="登 录" class="btn btn-primary"></form>
</div>
</body>
<script>function refreshImg(ths) {ths.src = '/image/code/?temp=' + Math.random();}
</script>
</html>
配置路由
path('login/', views.login),
path('image/code/', views.image_code),
总结
- 画图程序
check_code.py保存在项目任意位置即可，只需在视图函数中导入即可。 Monaco.ttf字体不可或缺，放置在静态文件中即可，但是需要修改check_code.py中的字体引入路径。- 验证用户输入的验证码是否正确，只需从 session 中取出生成的验证码与其比较即可。
- 验证码刷新，只需让其再发送一次 get 请求即可。
自动生成验证码
1.安装 django-simple-captcha模块
pip install django-simple-captcha2.注册到django容器
在 settings.py添加以下内容
INSTALLED_APPS = ['django.contrib.admin','django.contrib.auth','django.contrib.contenttypes','django.contrib.sessions','django.contrib.messages','django.contrib.staticfiles','ums.apps.UmsConfig','captcha',
]更新数据库表，
3.添加路由
在 urls.py 中添加 captcha 对应的路由
from django.contrib import admin
from django.urls import path, includeurlpatterns = [path('admin/', admin.site.urls),path('captcha', include('captcha.urls')), # 验证码
]
4.修改Form表单
Django 中通常都是由 Form 生成表单，而验证码一般也伴随注册登录表单，因此需要在 forms.py 中添加验证码的字段。
from django import forms
from captcha.fields import CaptchaField # 一定要导入这行class UserForm(forms.Form):username = forms.CharField(label='用户名', # 在表单里表现为 label 标签max_length=128,widget=forms.TextInput(attrs={'class': 'form-control'}) # 添加 css 属性)captcha = CaptchaField(label='验证码',required=True,error_messages={'required': '验证码不能为空'})
5.编写视图函数
from django.shortcuts import render
from app.forms import UserFormdef index(request):register_form = UserForm(request.POST)if register_form.is_valid():passregister_form = UserForm()return render(request, 'index.html', {'register_form': register_form})
6.编写模板
<html><head></head><body><form action='#' method='post'>{{ register_form.captcha.label_tag }}{{ register_form.captcha }} {{ </form></body>
</html>
总结
使用django-simple-captcha第三方库会生成验证码并存储到自带的captcha表中。
滑动验证码
官方下载源码包，并安装 geetest 模块
geetest-Getting started
gt3-python-sdk文件。
pip install geetest
pip install requests # 有可能还需要 requests 模块<!-- 引入封装了failback的接口--initGeetest -->
<script src="http://static.geetest.com/static/tools/gt.js"></script>
编写模板template
login.html
{% load static %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>登录</title><link rel="stylesheet" href="{% static 'bootstrap-3.3.7-dist/css/bootstrap.css' %}"><style>.login-col {margin-top: 100px;}</style>
</head>
<body>
<div class="container"><div class="row"><div class="well col-md-6 col-md-offset-3 login-col"><h3 class="text-center">登录</h3><form>{% csrf_token %}<div class="form-group"><label for="username">用户名：</label><input type="text" class="form-control" id="username" placeholder="用户名" name="username"></div><div class="form-group"><label for="password">密码：</label><input type="password" class="form-control" id="password" placeholder="密码" name="password"></div><!--极验科技滑动验证码--><div class="form-group"><!-- 放置极验的滑动验证码 --><div id="popup-captcha"></div></div><!--记住我--><div class="checkbox"><label><input type="checkbox"> 记住我</label></div><!--登录按钮--><button type="button" class="btn btn-primary btn-block" id="login-button">提交</button><!--错误信息--><span class="login-error"></span></form></div></div>
</div>
</body>
</html>JS 代码主要分为两部分，
第一部分是获取表单的 value 值，向后台发送 Ajax 请求，以验证用户名及密码是否正确，若有错误将错误信息显示出来。
第二部分向后台获取验证码所需相关参数。
<script src="{% static 'js/jquery-3.3.1.js' %}"></script>
<script src="{% static 'bootstrap-3.3.7-dist/js/bootstrap.js' %}"></script>
<!-- 引入封装了failback的接口--initGeetest -->
<script src="http://static.geetest.com/static/tools/gt.js"></script><script>var handlerPopup = function (captchaObj) {// 成功的回调captchaObj.onSuccess(function () {var validate = captchaObj.getValidate();var username = $('#username').val();var password = $('#password').val();console.log(username, password);$.ajax({url: "/accounts/login2/", // 进行二次验证type: "post",dataType: 'json',data: {username: username,password: password,csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),geetest_challenge: validate.geetest_challenge,geetest_validate: validate.geetest_validate,geetest_seccode: validate.geetest_seccode},success: function (data) {console.log(data);if (data.status) {// 有错误，在页面上显示$('.login-error').text(data.msg);} else {// 登录成功location.href = data.msg;}}});});// 当点击登录按钮时，弹出滑动验证码窗口$("#login-button").click(function () {captchaObj.show();});// 将验证码加到id为captcha的元素里captchaObj.appendTo("#popup-captcha");// 更多接口参考：http://www.geetest.com/install/sections/idx-client-sdk.html};$('#username, #password').focus(function () {// 将之前的错误清空$('.login-error').text('');});// 验证开始需要向网站主后台获取id，challenge，success（是否启用failback）$.ajax({url: "/accounts/pc-geetest/register?t=" + (new Date()).getTime(), // 加随机数防止缓存type: "get",dataType: "json",success: function (data) {// 使用initGeetest接口// 参数1：配置参数// 参数2：回调，回调的第一个参数验证码对象，之后可以使用它做appendTo之类的事件initGeetest({gt: data.gt,challenge: data.challenge,product: "popup", // 产品形式，包括：float，embed，popup。注意只对PC版验证码有效offline: !data.success // 表示用户后台检测极验服务器是否宕机，一般不需要关注// 更多配置参数请参见：http://www.geetest.com/install/sections/idx-client-sdk.html#config视图函数 views.py
from django.shortcuts import render, redirect, HttpResponse
from django.http import JsonResponse
from geetest import GeetestLibdef login2(request):if request.method == 'POST':ret = {'status': False, 'msg': None}username = request.POST.get('username')password = request.POST.get('password')print(username, password)# 获取极验，滑动验证码相关参数gt = GeetestLib(pc_geetest_id, pc_geetest_key)challenge = request.POST.get(gt.FN_CHALLENGE, '')validate = request.POST.get(gt.FN_VALIDATE, '')seccode = request.POST.get(gt.FN_SECCODE, '')status = request.session[gt.GT_STATUS_SESSION_KEY]user_id = request.session["user_id"]print(gt, challenge, validate, seccode, status)if status:result = gt.success_validate(challenge, validate, seccode, user_id)else:result = gt.failback_validate(challenge, validate, seccode)if result:# 验证码正确# 利用auth模块做用户名和密码的校验user_obj = auth.authenticate(username=username, password=password)if user_obj:# 用户名密码正确# 给用户做登录auth.login(request, user_obj)ret["msg"] = "/accounts/home/"# return redirect('accounts:home')else:# 用户名密码错误ret["status"] = Trueret["msg"] = "用户名或密码错误！"else:ret["status"] = Trueret["msg"] = "验证码错误"return JsonResponse(ret)return render(request, "accounts/login2.html")# 请在官网申请ID使用，示例ID不可使用
pc_geetest_id = "b46d1900d0a894591916ea94ea91bd2c"
pc_geetest_key = "36fc3fe98530eea08dfc6ce76e3d24c4"# 处理极验 获取验证码的视图
def get_geetest(request):user_id = 'test'gt = GeetestLib(pc_geetest_id, pc_geetest_key)status = gt.pre_process(user_id)request.session[gt.GT_STATUS_SESSION_KEY] = statusrequest.session["user_id"] = user_idresponse_str = gt.get_response_str()return HttpResponse(response_str)
配置路由
from django.urls import path
from accounts import viewsapp_name = 'accounts'
urlpatterns = [path('home/', views.home, name='home'),# 极验滑动验证码 获取验证码的urlpath('pc-geetest/register/', views.get_geetest, name='get_geetest'),path('login2/', views.login2, name='login2'),
]
总结
- 画图程序
check_code.py保存在项目任意位置即可，只需在视图函数中导入即可。 Monaco.ttf字体不可或缺，放置在静态文件中即可，但是需要修改check_code.py中的字体引入路径。- 验证用户输入的验证码是否正确，只需从 session 中取出生成的验证码与其比较即可。
- 验证码刷新，只需让其再发送一次 get 请求即可。
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