如何使用 Redis 缓存验证码

目录

[🧠 Redis 缓存验证码的工作原理](#🧠 Redis 缓存验证码的工作原理)

[🧰 实现流程](#🧰 实现流程)

[1. 安装 Redis 和 Python 客户端](#1. 安装 Redis 和 Python 客户端)

[2. 生成并缓存验证码](#2. 生成并缓存验证码)

示例代码：生成并存储验证码

[3. 发送验证码（以短信为例）](#3. 发送验证码（以短信为例）)

[4. 校验验证码](#4. 校验验证码)

示例代码：校验验证码

[🔑 防刷策略与扩展](#🔑 防刷策略与扩展)

[🌍 高级扩展](#🌍 高级扩展)

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使用 Redis 缓存验证码是一个高效的防刷和防作弊的策略，它可以保证验证码在短时间内有效，并且防止重复提交或暴力破解。Redis 的高性能 和过期时间机制使其非常适合用于验证码的存储和管理。

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🧠 Redis 缓存验证码的工作原理

1. 生成验证码 ：通常是一个随机的数字或字符串（如 6 位数字验证码 123456）。

2. 存储验证码：将生成的验证码存储到 Redis 中，并设置过期时间。

3. 发送验证码：通过短信、邮件、WebSocket 等方式发送给用户。

4. 校验验证码：用户输入验证码后，后端查询 Redis 存储的验证码并进行校验。如果验证码正确且未过期，验证通过。

5. 清除过期验证码：Redis 会在验证码过期后自动删除缓存的验证码。

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🧰 实现流程

1. 安装 Redis 和 Python 客户端

首先，确保已经安装了 Redis 服务，并且在本地或者云端运行。然后安装 Redis 的 Python 客户端：

pip install redis

2. 生成并缓存验证码

我们可以生成一个随机的 6 位数字验证码，并将其存入 Redis，设置过期时间为 5 分钟（300 秒）。

示例代码：生成并存储验证码

import random
import redis

# 连接本地 Redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 生成 6 位随机验证码
def generate_code():
    return str(random.randint(100000, 999999))

# 存储验证码到 Redis（设置过期时间为300秒）
def store_code(phone, code):
    key = f"code:{phone}"  # 使用手机号作为 Redis key
    r.setex(key, 300, code)  # 300秒后自动过期

# 测试：存储验证码并打印
phone = '13812345678'
code = generate_code()
store_code(phone, code)
print(f"存储验证码：{code}，有效期：5分钟")

在这个例子中，我们生成了一个 6 位随机数字作为验证码，并将其存储在 Redis 中，使用手机号 phone 作为键（code:{phone}）。然后，我们设置了验证码在 300 秒（5 分钟）后过期。

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3. 发送验证码（以短信为例）

发送验证码的具体操作取决于你使用的服务。例如，假设你使用腾讯云短信 API 发送验证码，可以按照以下步骤进行：

# 使用腾讯云短信 API 发送验证码的简单示例
from tencentcloud.sms.v20210111 import sms_client, models
from tencentcloud.common import credential

def send_sms(phone, code):
    cred = credential.Credential("你的SecretId", "你的SecretKey")
    client = sms_client.SmsClient(cred, "ap-guangzhou")
    
    req = models.SendSmsRequest()
    req.SmsSdkAppId = "1400XXXXXXX"
    req.SignName = "你的短信签名"
    req.TemplateId = "123456"  # 验证码模板ID
    req.TemplateParamSet = [code]
    req.PhoneNumberSet = [f"+86{phone}"]

    client.SendSms(req)

# 发送验证码
send_sms(phone, code)

发送的验证码会存储在 Redis 中，用户通过短信获取验证码。

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4. 校验验证码

当用户输入验证码后，你需要从 Redis 中取出该手机号的验证码进行验证。如果验证成功，则进行后续操作（如登录、注册等）。

示例代码：校验验证码

# 校验验证码
def verify_code(phone, user_input):
    key = f"code:{phone}"
    real_code = r.get(key)  # 从 Redis 获取验证码
    
    if not real_code:
        return "验证码过期"
    
    if user_input != real_code.decode():
        return "验证码错误"
    
    # 验证成功，删除验证码
    r.delete(key)  # 验证通过后删除验证码，防止再次使用
    
    return "验证通过"

# 假设用户输入的验证码
user_input = '123456'
result = verify_code(phone, user_input)
print(result)

在这个代码中，我们首先从 Redis 获取存储的验证码，并与用户输入的验证码进行比对。如果匹配，则验证成功，之后我们删除 Redis 中的验证码，防止重复使用。

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🔑 防刷策略与扩展

1. 频率限制：同一个手机号或 IP 在短时间内不要频繁获取验证码。例如可以限制每个手机号 1 分钟内最多请求 1 次验证码。

2. 验证码过期时间：验证码应该在较短时间内过期，避免用户重复使用过期的验证码。通常设置 5 分钟为有效期。

3. 验证码存储方式 ：使用 Redis 的 setex 方法（设置过期时间）是最常见的方式，因为 Redis 会在过期后自动删除数据，减少了后台清理的工作。

4. 添加验证码限制：为防止恶意刷验证码，可以在 Redis 中记录请求次数，超过一定次数后需要加入图形验证码，或者暂停请求。

5. Redis 集群支持：如果是大规模的系统，单个 Redis 实例可能不足以处理请求流量，可以考虑使用 Redis Cluster。

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🌍 高级扩展

1. 验证码带图片（图形验证码）：结合 Redis 可以存储图形验证码的哈希值，确保图形验证码的有效性；

2. 验证码冷却时间：例如，对于同一个手机号，如果短时间内请求了过多验证码，可以暂时阻止请求，防止滥用。

3. 短信与图形验证码结合：对于频繁访问的接口，可以结合图形验证码与短信验证码，避免恶意刷接口。

4. 多平台支持：通过短信、邮箱等方式发送验证码，可以将 Redis 存储的验证码同时与多个平台同步。