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🔐 一、验证码类型与用途
📸 二、图形验证码的原理（Image Captcha）
🔧 核心流程
🛠️ 示例：用 Python + Pillow 生成图形验证码
📱 三、数字验证码（短信/邮箱）
核心流程：
🎯 四、验证码校验流程
✅ 实战建议
💡 高级扩展建议
验证码是防止机器人或恶意刷接口的常见方式之一。在后端，验证码的生成可以分为文字型、图形型、短信型、邮箱型等，这里我主要讲讲图形验证码和数字验证码的生成逻辑，并举些实用例子。
🔐 一、验证码类型与用途
| 验证码类型 | 说明 | 常见场景 |
|---|---|---|
| 图形验证码（图片） | 随机字母数字+干扰线 | 登录、注册、防刷接口 |
| 数字验证码（短信/邮箱） | 4~6 位数字 | 手机验证码、找回密码 |
| 滑块验证码 | 拖动滑块完成拼图 | 注册/登录前防刷 |
| 点选验证码 | “请点击所有包含猫的图片” | 高级反机器人验证 |
📸 二、图形验证码的原理（Image Captcha）
🔧 核心流程
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生成一段随机文本（如：4~6位字母/数字）
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使用图形库将这段文本画到图像中
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添加干扰元素（线条、噪点等）
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将验证码文本保存到 Redis/session 中
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返回图像（二进制）给前端
🛠️ 示例：用 Python + Pillow 生成图形验证码
安装依赖：
pip install pillow
代码：
# captcha_gen.pyfrom PIL import Image, ImageDraw, ImageFont, ImageFilter
import random
import string
import iodef generate_captcha_text(length=5):return ''.join(random.choices(string.ascii_uppercase + string.digits, k=length))def generate_captcha_image(text):width, height = 120, 40image = Image.new('RGB', (width, height), (255, 255, 255))font = ImageFont.truetype("arial.ttf", 24)draw = ImageDraw.Draw(image)# 写入文字for i, char in enumerate(text):draw.text((10 + i * 20, 8), char, font=font, fill=(random.randint(0,150), 0, 0))# 添加干扰线for _ in range(5):x1, y1 = random.randint(0, width), random.randint(0, height)x2, y2 = random.randint(0, width), random.randint(0, height)draw.line((x1, y1, x2, y2), fill=(0, 0, 0))# 模糊处理（可选）image = image.filter(ImageFilter.EDGE_ENHANCE_MORE)# 转成字节流byte_io = io.BytesIO()image.save(byte_io, 'PNG')byte_io.seek(0)return byte_io
在 Flask 接口中使用：
# app.pyfrom flask import Flask, send_file, session
from captcha_gen import generate_captcha_text, generate_captcha_imageapp = Flask(__name__)
app.secret_key = 'super-secret-key'@app.route('/captcha')
def get_captcha():text = generate_captcha_text()session['captcha'] = text # 保存验证码内容image = generate_captcha_image(text)return send_file(image, mimetype='image/png')
📱 三、数字验证码（短信/邮箱）
核心流程：
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生成随机 4~6 位数字；
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将验证码保存到 Redis（设置 5 分钟过期）；
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使用短信服务（如腾讯云、阿里云）或邮件服务（如 SMTP）发送给用户；
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用户输入后端校验 → 与 Redis 中的验证码比对。
示例：
import random
import redisr = redis.Redis(host='localhost', port=6379)def send_code(phone):code = f"{random.randint(100000, 999999)}"r.setex(f"code:{phone}", 300, code) # 有效期5分钟print(f"验证码是 {code}（应该发送短信）")
🎯 四、验证码校验流程
用户输入验证码时的处理逻辑：
def verify_code(phone, user_input):real_code = r.get(f"code:{phone}")if not real_code:return "验证码过期"if user_input != real_code.decode():return "验证码错误"return "验证通过"
✅ 实战建议
| 建议 | 说明 |
|---|---|
| 使用 Redis 缓存验证码 | 高性能+过期机制天然适合验证码 |
| 控制验证码发送频率 | 每个 IP/手机号冷却 60 秒 |
| 设置验证码有效期 | 一般 3~5 分钟 |
| 加入图形验证码判断 | 多次请求时才出图形验证码，提升体验 |
| 多渠道验证码备选 | 可以邮箱 + 手机切换使用 |
💡 高级扩展建议
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接入腾讯云短信、SendGrid 邮件服务；
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接入极验（GeeTest）或 reCAPTCHA 滑动验证；
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图形验证码 + 人机验证组合，提高安全性；
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如果用前端框架，还可以使用base64 图片验证码传输。