Python爬虫第22节- 结合Selenium识别滑动验证码实战

目录

一、引言

二、滑动验证码原理与反爬机制

[2.1 验证码原理](#2.1 验证码原理)

[2.2 反爬机制](#2.2 反爬机制)

三、工程实战:滑动验证码识别全流程

[3.1 工程准备](#3.1 工程准备)

[3.1.1 环境依赖](#3.1.1 环境依赖)

[3.1.2 目标网站与验证码识别案例](#3.1.2 目标网站与验证码识别案例)

[3.2 核心破解流程](#3.2 核心破解流程)

[3.2.1 自动化打开网页与登录](#3.2.1 自动化打开网页与登录)

[3.2.2 获取验证码图片(适配缩放)](#3.2.2 获取验证码图片(适配缩放))

[3.2.3 识别缺口左边缘](#3.2.3 识别缺口左边缘)

[3.2.4 计算滑动距离(左边缘对齐)](#3.2.4 计算滑动距离(左边缘对齐))

[3.2.5 生成自然滑动轨迹与回弹](#3.2.5 生成自然滑动轨迹与回弹)

[3.2.6 按轨迹移动滑块](#3.2.6 按轨迹移动滑块)

[3.2.7 主流程整合](#3.2.7 主流程整合)

结语


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⛳️ 此篇文章主要介绍 滑动验证码 的识别

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一、引言

随着互联网安全需求的提升,滑动验证码(Slider Captcha)已成为各大网站防止自动化攻击和恶意爬虫的主流手段之一。相比传统的字符型验证码,滑动验证码通过人机交互和行为轨迹分析,大幅提升了破解难度。对于自动化测试、数据采集和安全研究者来说,如何精准识别和模拟滑动验证码,是一项极具挑战性的工程任务。

本章将以实际工程代码为主线,系统讲解结合Selenium知识进行滑动验证码的识别与破解流程(不懂Selenium的请自行学习前面章节),涵盖原理分析、反爬机制、核心代码实现、调试技巧、常见问题与工程实战经验,帮助读者掌握滑动验证码自动化识别的全流程。

二、滑动验证码原理与反爬机制

2.1 验证码原理

滑动验证码的基本流程是:

(1)用户在页面上看到一张带有缺口的图片和一个可拖动的滑块。

(2)用户需要按住滑块,将其拖动到缺口处,使图片拼合完整。

(3)系统通过前端和后端双重校验,判断滑块是否准确对齐缺口,并分析拖动轨迹是否自然。

滑动验证码的常见类型有:

  • 拼图型滑动验证码:最常见,用户需将滑块拖到缺口处。

  • 轨迹型滑动验证码:要求用户沿特定轨迹拖动滑块。

  • 多步验证型:滑动后还需输入字符或完成其他操作。

2.2 反爬机制

滑动验证码的反爬机制主要包括:

  • 轨迹分析:检测滑块移动轨迹是否自然(加速度、抖动、停顿等)。

  • 环境检测:检测浏览器指纹、User-Agent、Cookie、Referer 等参数。

  • 图片混淆:验证码图片可能经过切片、加密、canvas 绘制等处理。

  • 行为识别:分析鼠标事件、点击频率、页面交互等行为特征。

破解滑动验证码的难点在于:

  • 缺口识别:需精准定位缺口左边缘,避免阴影、边框等干扰。

  • 轨迹模拟:需生成近似人类的加速-减速轨迹,并加入微小抖动和回弹。

  • 环境伪装:需伪装浏览器指纹、请求头等,防止被反爬机制识别。

三、工程实战:滑动验证码识别全流程

接下来详细讲解滑动验证码识别与破解的完整工程流程。

3.1 工程准备

3.1.1 环境依赖

  • Python 3.x

  • Selenium

  • Pillow (PIL)

  • Chrome 浏览器及 ChromeDriver

安装依赖:

bash 复制代码
pip install selenium pillow

3.1.2 目标网站与验证码识别案例

以保险公司产品查询系统( 财产保险公司自主注册产品查询V1.0.0 )为例,登录页面集成了典型的拼图型滑动验证码。验证码区域如图所示:

下面是实现滑动验证码识别的动图(滑动的速度可以自行调整):

那么我们是如何实现的呢,那请看下面内容分析

3.2 核心破解流程

3.2.1 自动化打开网页与登录

首先,使用 Selenium 自动化打开目标网页,随便输入用户名和密码,点击登录按钮,触发滑动验证码弹窗。下面是定位用户名密码框输入模拟登录操作

python 复制代码
from selenium import webdriver  # 导入Selenium库,用于自动化浏览器操作

from selenium.webdriver.common.by import By  # 用于元素定位

from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait  # 显式等待,确保元素加载完成

from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC  # 等待条件

from selenium.webdriver import ActionChains  # 用于模拟鼠标拖动等复杂操作

from PIL import Image, ImageDraw  # 图像处理库,用于截图和画辅助线

import time  # 时间控制


class CrackSlider():

    def __init__(self):

        self.url = "https://cxcx.iachina.cn/"  # 目标网站

        self.chrome_options = webdriver.ChromeOptions()  # 创建Chrome配置对象

        self.chrome_options.add_experimental_option('excludeSwitches', ['enable-automation'])  # 隐藏自动化标识,降低被检测风险

        self.browser = webdriver.Chrome(options=self.chrome_options)  # 启动Chrome浏览器

        self.browser.maximize_window()  # 最大化窗口,防止截图区域不全

        self.wait = 2  # 默认等待时间(秒)


    def open(self):

        self.browser.get(self.url)  # 打开目标网页

        time.sleep(self.wait)  # 等待页面加载


    def input_login_info(self):

        myname = self.browser.find_element(By.XPATH, "/html/body/form/div/div[2]/div[1]/input[1]")  # 定位用户名输入框

        myname.send_keys("1111")  # 输入用户名

        mycode = self.browser.find_element(By.XPATH, '//*[@id="passWord"]')  # 定位密码输入框

        mycode.send_keys("1111")  # 输入密码

        time.sleep(2)  # 等待输入完成


    def click_login(self):

        button = self.browser.find_element(By.XPATH, '/html/body/form/div/div[3]/input[5]')  # 定位登录按钮

        button.click()  # 点击登录

        time.sleep(2)  # 等待滑动验证码弹出

实现思路与设计原因:

  • 采用Selenium自动化浏览器,能够真实模拟用户操作,绕过大部分前端反爬机制。

  • 显式等待和sleep结合,确保页面元素加载和渲染完成,避免截图黑屏或元素未找到。

  • 最大化窗口和隐藏自动化标识,有助于提升截图准确性和通过率。

3.2.2 获取验证码图片(适配缩放)

验证码图片通常经过缩放或高分屏渲染,需获取 devicePixelRatio 并裁剪出验证码区域。

screenshot_all.png

python 复制代码
 def get_captcha_image(self, filename):

        wait = WebDriverWait(self.browser, 10)  # 显式等待,确保验证码图片元素可见

        element = wait.until(EC.visibility_of_element_located((By.XPATH, '//*[@id="slideBar"]/div/div[1]/div[2]/div[2]/div[1]')))

        time.sleep(2)  # 等待图片渲染,防止截图为黑色

        self.device_pixel_ratio = self.browser.execute_script('return window.devicePixelRatio')  # 获取浏览器缩放比例

        location = element.location  # 获取验证码图片左上角坐标(页面坐标)

        size = element.size  # 获取验证码图片宽高

        left = location['x'] * self.device_pixel_ratio  # 左坐标(页面坐标*缩放)

        top = location['y'] * self.device_pixel_ratio  # 上坐标

        right = left + size['width'] * self.device_pixel_ratio  # 右坐标

        bottom = top + size['height'] * self.device_pixel_ratio  # 下坐标

        self.browser.save_screenshot("screenshot_all.png")  # 截取全屏

        im = Image.open("screenshot_all.png")  # 打开截图

        img = im.crop((left, top, right, bottom))  # 裁剪验证码区域

        img.save(filename)  # 保存验证码图片

        return img  # 返回PIL.Image对象

实现思路与设计原因:

  • 通过显式等待和sleep,确保验证码图片已完全渲染,避免截图黑屏。

  • 获取devicePixelRatio,适配高分屏和浏览器缩放,保证裁剪区域与实际验证码一致。

  • 先全屏截图再裁剪,兼容所有浏览器和页面布局。

3.2.3 识别缺口左边缘

通过对比"无缺口"和"有缺口"两张图片,遍历像素,找出差异最大的区域,确定缺口左边缘。

python 复制代码
 def get_gap(self, image1, image2):

        beforecode = image1.convert("L")  # 转为灰度图,简化像素对比

        aftercode = image2.convert("L")  # 转为灰度图

        threshold = 60  # 像素差阈值,调节灵敏度

        width = beforecode.size[0]  # 图片宽度

        height = beforecode.size[1]  # 图片高度

        diff_w = []  # 存储所有差异点的横坐标

        for h in range(0, height):  # 遍历每一行

            for w in range(int(round(width/3,0)), width):  # 从1/3宽度开始,避开左侧干扰

                beforepixel = beforecode.getpixel((w,h))  # 获取无缺口像素

                afterpixel = aftercode.getpixel((w,h))  # 获取有缺口像素

                if abs(beforepixel - afterpixel) > threshold:  # 差异大于阈值

                    diff_w.append(w)  # 记录差异点横坐标

        if diff_w:

            gap_left = min(diff_w)  # 差异区间左边界

            gap_right = max(diff_w)  # 差异区间右边界

            gap_center = (gap_left + gap_right) // 2  # 取中心点

            return gap_left, gap_center  # 返回左边缘和中心

        return 0, 0  # 未找到则返回0

实现思路与设计原因:

  • 灰度化处理简化像素对比,提升识别速度和鲁棒性。

  • 只遍历右侧2/3区域,避开左侧logo或干扰元素。

  • 统计所有差异点,取最左为gap_left,最右为gap_right,中心为gap_center。

  • 返回gap_left用于滑块左边缘对齐,gap_center用于调试和可视化。

3.2.4 计算滑动距离(左边缘对齐)

滑块左边缘应对齐缺口左边缘,滑动距离为:

python 复制代码
    gap_left, gap_center = self.get_gap(image1, image2)  # 获取缺口左边缘和中心

    captcha_left = captcha_element.location['x'] * self.device_pixel_ratio  # 验证码图片左上角页面坐标

    gap_left_page = captcha_left + gap_left  # 缺口左边缘页面坐标

    slider_left = slider_location['x'] * self.device_pixel_ratio  # 滑块左边缘页面坐标

    move_distance = gap_left_page - slider_left  # 实际需要滑动的距离

实现思路与设计原因:

  • 所有坐标都统一为页面坐标并乘以devicePixelRatio,避免缩放误差。

  • 滑块左边缘对齐缺口左边缘,符合大多数滑动验证码的判定逻辑。

  • move_distance为正,表示向右滑动。

3.2.5 生成自然滑动轨迹与回弹

轨迹需模拟人类加速-减速运动,并在末尾加入回弹和微小抖动。

python 复制代码
    def get_track(self, distance):

        if distance <= 0:

            return [0]  # 距离为0直接返回

        track = []  # 存储每次移动的距离

        current = 0  # 当前位移

        mid = distance * 4 / 5  # 前4/5为加速,后1/5为减速

        t = 0.2  # 时间间隔

        v = 0  # 初速度

        while current < distance:  # 未到目标距离

            if current < mid:

                a = 2  # 加速阶段

            else:

                a = -3  # 减速阶段

            v0 = v  # 初速度

            v = v0 + a * t  # 当前速度

            move = v0 * t + 1 / 2 * a * t * t  # 位移

            current += move  # 累加位移

            track.append(round(move))  # 记录本次移动

        if len(track) > 0:

            track[-1] = int(round(distance - sum(track[:-1])))  # 修正最后一步

            if abs(sum(track) - distance) > 1:

                track.append(int(distance - sum(track)))  # 再次修正

        return track

实现思路与设计原因:

  • 轨迹分为加速和减速两段,模拟人手自然运动。

  • 每步位移用物理公式计算,提升轨迹真实性。

  • 最后一步修正,确保总距离精确。

  • 可在轨迹末尾加微小抖动和回弹,进一步提升"人味"。

轨迹末尾加回弹:

python 复制代码
track = self.get_track(move_distance)  # 生成主轨迹
track.extend([3, -2, 1, -1])  # 加入回弹和微调

3.2.6 按轨迹移动滑块

python 复制代码
    def move_to_gap(self, slider, tracks):

        actions = ActionChains(self.browser)  # 创建动作链

        actions.click_and_hold(slider).perform()  # 按住滑块

        for x in tracks:

            actions.move_by_offset(xoffset=x, yoffset=0).perform()  # 拖动滑块

        time.sleep(1)  # 停顿,模拟人类松手前的停留

        actions.release().perform()  # 松开滑块,完成验证

实现思路与设计原因:

  • 使用ActionChains模拟鼠标按住、拖动、松开全过程。

  • 每步移动后立即执行,模拟真实鼠标拖动。

  • 松手前适当停顿,提升通过率。

3.2.7 主流程整合

beforecode.png(获取的无缺口图片)

aftercode.png(获取的缺口图片)

python 复制代码
    def crack(self):

        self.open()  # 打开网页

        self.input_login_info()  # 输入用户名和密码

        self.click_login()  # 点击登录,弹出验证码

        image1 = self.get_captcha_image('beforecode.png')  # 获取无缺口图片

        slider = self.get_slider()  # 获取滑块元素

        slider.click()  # 点击滑块,显示缺口

        time.sleep(3)  # 等待缺口图片渲染

        image2 = self.get_captcha_image('aftercode.png')  # 获取带缺口图片

        gap_left, gap_center = self.get_gap(image1, image2)  # 识别缺口左边缘和中心

        captcha_element = self.browser.find_element(By.XPATH, '//*[@id="slideBar"]/div/div[1]/div[2]/div[2]/div[1]')  # 验证码元素

        captcha_left = captcha_element.location['x'] * self.device_pixel_ratio  # 验证码左上角页面坐标

        gap_left_page = captcha_left + gap_left  # 缺口左边缘页面坐标

        slider_location = slider.location  # 滑块左上角页面坐标

        slider_size = slider.size  # 滑块宽高

        slider_left = slider_location['x'] * self.device_pixel_ratio  # 滑块左边缘页面坐标

        slider_center = slider_left + slider_size['width'] * self.device_pixel_ratio / 2  # 滑块中心页面坐标

        move_distance = gap_left_page - slider_left  # 需要滑动的距离

        print(f"gap_left (in image): {gap_left}")

        print(f"gap_center (in image): {gap_center}")

        print(f"captcha_left (page): {captcha_left}")

        print(f"gap_left_page: {gap_left_page}")

        print(f"slider_left: {slider_left}")

        print(f"slider_center: {slider_center}")

        print(f"move_distance (left edge align): {move_distance}")

        img1_debug = image1.copy()  # 调试用图片

        img2_debug = image2.copy()

        self.draw_debug_line(img1_debug, gap_left, 'green', 'beforecode_debug.png')  # 画缺口左边缘

        self.draw_debug_line(img1_debug, gap_center, 'red', 'beforecode_debug.png')  # 画缺口中心

        self.draw_debug_line(img2_debug, gap_left, 'green', 'aftercode_debug.png')

        self.draw_debug_line(img2_debug, gap_center, 'red', 'aftercode_debug.png')

        slider_center_in_img = int(slider_center - captcha_left)  # 滑块中心在图片内的横坐标

        self.draw_debug_line(img1_debug, slider_center_in_img, 'blue', 'beforecode_debug.png')  # 画滑块中心

        track = self.get_track(move_distance)  # 生成轨迹

        track.extend([3, -2, 1, -1])  # 加入回弹

        print(f"track: {track}")

        print(f"track sum: {sum(track)}")

        self.move_to_gap(slider, track)  # 拖动滑块

        time.sleep(2)  # 等待验证结果

        self.browser.close()  # 关闭浏览器

实现思路与设计原因:

  • 主流程串联所有步骤,自动化完成验证码识别与破解。

  • 关键变量和调试图片便于排查问题和优化算法。

  • 结构清晰,便于扩展和维护。

结语

滑动验证码的自动识别与破解,是自动化测试、数据采集和安全攻防领域的经典难题。本文以实际工程代码为主线,系统梳理了滑动验证码的原理、反爬机制、识别与破解流程、核心算法实现、调试技巧与工程经验。通过对缺口识别、轨迹生成、滑块模拟等关键环节的逐步剖析,我们不仅掌握了破解滑动验证码的技术细节,也深入理解了背后的安全逻辑与攻防博弈。

在实际工程中,滑动验证码的样式和反爬机制会不断演化,破解方法也需灵活调整。面对更复杂的验证码(如canvas绘制、AI行为识别、图片加密等),我们可以结合深度学习、图像处理、浏览器指纹伪装等多种手段,不断提升自动化能力。

滑动验证码的研究,不仅有助于提升自动化测试和数据采集的效率,更有助于理解Web安全、反爬机制和人机交互的前沿发展。希望本章内容能为你的工程实践和技术探索提供有力参考。未来,随着AI与安全技术的持续进步,滑动验证码的攻防也将更加精彩,期待你在实践中不断创新、持续精进!

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