🔐 验证码方式演示器 项目文档

一个基于 Python 标准库 tkinter 的桌面 GUI 程序，集中演示 5 种常见验证码 的实现原理与验证效果。零第三方依赖，双击即可运行。

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目录

一、项目简介

验证码方式演示器（captcha_demo.py）是一个用于教学与演示的桌面小工具，把业界最常见的几类人机验证方式集中在一个窗口里，直观展示它们各自的实现原理和验证交互过程。

项目属性	说明
语言	Python 3
GUI 框架	tkinter （Python 内置，无需安装）
第三方依赖	无
代码规模	约 579 行，单文件
主题风格	浅色扁平化，与同目录 datetime_viewer.py 保持一致
运行平台	Windows / macOS / Linux（凡带 tkinter 的 Python 均可）

设计目标：

• 用最小的依赖（仅标准库）还原真实验证码的核心逻辑
• 每种方式都给出「原理说明 + 可交互演示 + 即时验证反馈」
• 验证失败时展示失败原因（正确答案、偏差像素、点击顺序等），便于学习理解

⚠️ 说明：本项目为原理演示用途，所有校验均在客户端本地完成，不具备真实生产环境所需的服务端安全强度（如轨迹风控、加密下发等），请勿直接用于生产。

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二、快速开始

环境要求

• 已安装 Python 3.x
• Python 自带 tkinter（Windows / macOS 官方安装包默认包含；部分 Linux 需 sudo apt install python3-tk）

运行方式

python captcha_demo.py

程序启动后会弹出一个 640 × 560 的窗口并自动居中，顶部为标题，下方为 5 个标签页（Tab），点击切换即可体验不同验证码。

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三、界面总览

┌───────────────────────────────────────────────┐│              🔐 验证码方式演示器                 ││         展示常见验证码的实现原理与验证效果         │├───────────────────────────────────────────────┤│ [🔤字符] [➕算术] [🧩滑块] [👆点选] [📱短信]      │  ← Notebook 标签页│                                                 ││   ┌─────────────────────────────────────┐       ││   │        当前标签页的演示内容            │       ││   │   （画布 / 输入框 / 按钮 / 结果反馈）    │       ││   └─────────────────────────────────────┘       ││                                                 │└───────────────────────────────────────────────┘

• 使用 ttk.Notebook 组织 5 个功能页
• 每页统一结构：标题 → 原理说明 → 交互区 → 结果反馈
• 验证结果统一用 绿色 ✅ / 红色 ❌ 表示成功或失败

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四、整体架构

程序由单一类 CaptchaDemo 承载，构造函数创建主窗口并调用 _build_ui() 组装界面。5 种验证码各自对应一组「构建 + 刷新 + 验证」方法，彼此独立、互不干扰。

类结构一览

CaptchaDemo├── __init__()                 初始化窗口、居中、调用 _build_ui├── _build_ui()                创建标题 + Notebook，循环挂载 5 个 Tab│├── 【通用工具】│   ├── _result_label()        创建结果反馈标签│   ├── _show_result()         统一设置成功/失败文案与颜色│   ├── _hint()                创建灰色原理说明文字│   └── _draw_noise()          在画布上绘制干扰线 + 噪点│├── 【Tab1 字符验证码】│   ├── _build_char_tab()│   ├── _refresh_char_captcha()│   └── _verify_char()│├── 【Tab2 算术验证码】│   ├── _build_math_tab()│   ├── _refresh_math_captcha()│   └── _verify_math()│├── 【Tab3 滑块验证码】│   ├── _build_slider_tab()│   ├── _reset_slider()│   ├── _slider_press()  / _slider_drag() / _slider_release()│├── 【Tab4 点选验证码】│   ├── _build_click_tab()│   ├── _reset_click_captcha()│   └── _on_click_captcha()│├── 【Tab5 短信验证码】│   ├── _build_sms_tab()│   ├── _send_sms()│   ├── _sms_tick()            倒计时 + 有效期刷新（after 循环）│   └── _verify_sms()│└── run()                      进入 mainloop

全局配置

文件顶部集中定义了配色常量（BG / CARD / ACCENT / GREEN / RED 等）、字体常量（F_TITLE / F_BODY / F_MONO 等）以及三个字符池：

常量	用途
CHAR_POOL	字符验证码字符集，刻意去除易混淆的 0 O 1 l I
HANZI_POOL	点选验证码的候选汉字
NOISE_COLORS  / CHAR_COLORS	干扰元素与字符的随机配色池

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五、五种验证码详解

1. 字符图形验证码

原理： 随机生成 4 位字符，逐个渲染到画布上，每个字符施加随机的位置偏移、旋转角度、字号和颜色，再叠加干扰线与噪点，使机器难以通过 OCR 识别，而人眼仍可辨认。

关键实现（_refresh_char_captcha）：

• random.choices(CHAR_POOL, k=4) 生成验证码文本
• 循环绘制每个字符：x 基准间隔 50px ± 6px 抖动，y 上下 ±10px，angle 在 -30°~30° 之间，字号 22~30 随机
• 调用 _draw_noise() 铺设 6 条干扰线 + 60 个噪点

验证逻辑（_verify_char）：

• 提供「区分大小写」复选框，勾选时严格比较，否则统一转小写比较
• 失败时直接显示正确答案，便于学习
• 成功后 1.5 秒自动刷新一张新图
• 点击图片或「🔄 换一张」按钮均可刷新

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2. 算术验证码

原理： 随机生成一道简单四则运算题（加 / 减 / 乘），渲染成扭曲图片。用户需先理解语义再计算，比纯字符识别多一层认知门槛。

关键实现（_refresh_math_captcha）：

运算	取值范围	说明
加法 +	1~50 + 1~50	结果可能超过 50
减法 -	10~99 − 1~9	保证结果为正
乘法 ×	2~9 × 2~9	结果为两位数以内

• 算式形如 37 + 8 = ?，逐字符扭曲绘制（角度 ±15°）
• 减法特意让被减数远大于减数，避免出现负数

验证逻辑（_verify_math）：

• 用 int() 解析输入，非数字自动判为失败
• 支持回车键直接提交
• 失败显示正确答案，成功后 1.5 秒换新题

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3. 滑块拼图验证码

原理： 页面展示一张带缺口的背景图和一个拼图块，用户拖动滑块使拼图块水平对齐缺口。真实系统除校验最终落点外，还会分析拖动轨迹（人手拖动存在细微抖动和加减速，而机器脚本轨迹往往过于平滑匀速）。

关键实现：

• 两块画布：上方 slider_canvas 显示背景 + 缺口 + 拼图块，下方 track_canvas 是可拖动的滑轨
• _reset_slider()：随机生成缺口横坐标 gap_x（避开左侧起始区），拼图块起点固定在最左
• 滑轨行程通过比例 ratio 映射到画布行程，实现滑块与拼图块联动

三段式拖动事件：

事件	方法	作用
按下	_slider_press	判断是否点在滑块上，记录起始轨迹点
拖动	_slider_drag	移动滑块与拼图块，持续采集 (时间, x) 轨迹
释放	_slider_release	计算与缺口的偏差，判定是否在容差内

验证逻辑：

• 偏差 ≤ TOLERANCE（6px）判为通过，拼图块变绿
• 结果同时展示偏差像素、拖动耗时、轨迹采样点数，模拟真实的轨迹分析维度
• 失败后 1.2 秒自动重置

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4. 文字点选验证码

原理： 在图片上随机散布多个汉字，要求用户按指定顺序点击其中几个。同时考验文字识别能力与语序理解，是「12306」式验证码的简化版。

关键实现（_reset_click_captcha）：

• 从 HANZI_POOL 中 random.sample 选取 5 个不重复汉字，前 3 个作为需点击的目标
• 随机摆放时通过距离平方判断（间距 > 70px）尽量避免文字重叠，最多尝试 50 次
• 顶部提示栏动态显示点击顺序，如「请依次点击：「山」→「水」→「月」」

验证逻辑（_on_click_captcha）：

• 点击时以 CLICK_R（22px）为判定半径寻找命中的汉字
• 每命中一个即绘制序号圈标记，并记入 clicked_seq
• 点满 3 个后比对顺序：完全一致则通过，否则显示实际点击顺序并在 1.5 秒后重置

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5. 短信验证码（模拟）

原理： 服务端生成 6 位随机数字下发到用户手机，附带有效期和重发冷却限制，用于验证「用户持有该手机号」这一事实。本项目用一个「模拟短信收件箱」面板展示收到的验证码。

关键实现：

• 手机号校验： 必须是以 1 开头的 11 位纯数字
• 验证码生成：random.choices(string.digits, k=6)
• 脱敏显示： 手机号中间四位用 **** 遮挡（138****1234）
• 倒计时机制（_sms_tick）： 通过 root.after(1000, ...) 每秒刷新
• 重发冷却：SMS_RESEND_SEC（60 秒）内按钮禁用并显示剩余秒数
• 有效期：SMS_VALID_SEC（120 秒）后验证码自动失效

验证逻辑（_verify_sms）：

• 未发送 / 已过期时给出对应提示
• 验证成功后清空验证码、取消倒计时任务、恢复发送按钮
• 支持回车键提交

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六、通用设计

干扰绘制 _draw_noise

被字符、算术、点选三种验证码复用，在指定画布上绘制随机干扰线与噪点，参数 lines / dots 可控制干扰强度。

结果反馈 _show_result

统一的成功 / 失败展示入口：成功显示绿色文案，失败显示红色文案，各 Tab 传入自定义的成功 / 失败文本。

定时任务

• 验证成功后的自动刷新，全部使用 root.after(毫秒, 回调) 实现，不阻塞主线程
• 短信倒计时用 after 自循环，并在成功 / 过期时通过 after_cancel 及时取消，避免任务堆积

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七、配置参数速查

以下参数均定义为类属性或模块常量，可按需调整：

参数	默认值	含义
窗口尺寸	640 × 560	主窗口大小（不可缩放）
TOLERANCE	6	滑块对齐允许的像素误差
SLIDER_W / SLIDER_H	480 / 160	滑块背景画布尺寸
PIECE_SIZE	44	拼图块边长
CLICK_W / CLICK_H	480 / 200	点选画布尺寸
CLICK_R	22	点选命中判定半径
SMS_RESEND_SEC	60	短信重发冷却（秒）
SMS_VALID_SEC	120	短信验证码有效期（秒）
字符验证码位数	4	见 _refresh_char_captcha 中的 k=4
点选目标个数	3	见 chars[:3]

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八、常见问题

Q1：运行报错 ModuleNotFoundError: No module named 'tkinter'？A：部分 Linux 发行版未默认安装 tkinter，执行 sudo apt install python3-tk（Debian/Ubuntu）即可。Windows / macOS 官方 Python 一般自带。

Q2：字符 / 汉字显示为方框或乱码？A：这是字体缺失问题。程序使用「Consolas」和「Microsoft YaHei」，非 Windows 系统可将代码中的字体名替换为系统已有字体。

Q3：滑块拖不动？A：需按住滑轨上的蓝色滑块（而非空白轨道）再拖动，_slider_press 只在点中滑块时才启动拖动。

Q4：这个能防住真实的机器人吗？A：不能。本项目所有验证均在客户端完成，仅用于演示原理。真实场景需服务端生成、校验，并配合加密、风控、轨迹分析等手段。

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九、可扩展方向

• 🔄 旋转图片验证码：要求把倾斜图片转正
• 🖱️ 行为无感验证：采集鼠标移动轨迹自动判定人机
• 📊 成功率统计面板：记录各验证码的尝试次数与通过率
• 🖼️ 接入 Pillow：用真实图片素材替代画布绘制，效果更接近生产
• 🌐 前后端分离演示：拆出一个 mock 服务端，体现「服务端校验」的正确姿势

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十、完整源代码

文件路径：captcha_demo.py

# -*- coding: utf-8 -*-"""验证码方式演示器 - 浅色主题 GUI功能：展示常见验证码的实现与验证效果  1. 字符图形验证码（扭曲字符 + 干扰线/噪点）  2. 算术验证码（随机四则运算）  3. 滑块拼图验证码（拖动滑块对齐缺口）  4. 文字点选验证码（按顺序点击指定文字）  5. 短信验证码（模拟发送 + 倒计时 + 有效期）依赖：tkinter（内置）"""import tkinter as tkfrom tkinter import ttkimport randomimport stringimport time# ══════ 浅色主题配色（与 datetime_viewer 保持一致）══════BG = "#f8fafc"CARD = "#ffffff"BORDER = "#e2e8f0"TEXT = "#1e293b"TEXT_SEC = "#64748b"TEXT_WEAK = "#94a3b8"ACCENT = "#3b82f6"GREEN = "#10b981"YELLOW = "#f59e0b"RED = "#ef4444"BTN_BG = "#eff6ff"BTN_FG = "#1d4ed8"INPUT_BG = "#f1f5f9"F_TITLE = ("Microsoft YaHei", 11, "bold")F_BODY = ("Microsoft YaHei", 10)F_SMALL = ("Microsoft YaHei", 9)F_MONO = ("Consolas", 11)F_BIG_MONO = ("Consolas", 20, "bold")# 验证码字符集（去掉易混淆的 0O1lI）CHAR_POOL = "23456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghjkmnpqrstuvwxyz"# 点选验证码汉字池HANZI_POOL = "春夏秋冬风花雪月山水木火土日星云雨虹桥船车马牛羊鱼鸟龙"# 干扰色NOISE_COLORS = ["#94a3b8", "#cbd5e1", "#fca5a5", "#93c5fd", "#86efac", "#fcd34d"]CHAR_COLORS = ["#1d4ed8", "#dc2626", "#059669", "#7c3aed", "#db2777", "#ea580c"]classCaptchaDemo:def__init__(self):        self.root = tk.Tk()        self.root.title("验证码方式演示器")        sw = self.root.winfo_screenwidth()        sh = self.root.winfo_screenheight()        w, h = 640, 560        self.root.geometry(f"{w}x{h}+{(sw-w)//2}+{(sh-h)//2}")        self.root.configure(bg=BG)        self.root.resizable(False, False)        self._build_ui()# ══════ 总体布局 ══════def_build_ui(self):        tk.Label(self.root, text="🔐 验证码方式演示器", font=("Microsoft YaHei", 14, "bold"),                 bg=BG, fg=TEXT).pack(pady=(14, 2))        tk.Label(self.root, text="展示常见验证码的实现原理与验证效果",                 font=F_SMALL, bg=BG, fg=TEXT_SEC).pack(pady=(0, 8))        style = ttk.Style()        style.configure("TNotebook", background=BG)        style.configure("TNotebook.Tab", background=BTN_BG, foreground=TEXT,                        padding=[10, 4], font=F_SMALL)        style.map("TNotebook.Tab", background=[("selected", CARD)],                  foreground=[("selected", ACCENT)])        notebook = ttk.Notebook(self.root)        notebook.pack(fill="both", expand=True, padx=16, pady=(0, 12))        tabs = [            ("  🔤 字符验证码  ", self._build_char_tab),            ("  ➕ 算术验证码  ", self._build_math_tab),            ("  🧩 滑块验证码  ", self._build_slider_tab),            ("  👆 点选验证码  ", self._build_click_tab),            ("  📱 短信验证码  ", self._build_sms_tab),        ]for text, builder in tabs:            frame = tk.Frame(notebook, bg=CARD)            notebook.add(frame, text=text)            builder(frame)# ══════ 通用小部件 ══════def_result_label(self, parent):        lbl = tk.Label(parent, text="", font=F_TITLE, bg=CARD, fg=TEXT_SEC)        lbl.pack(anchor="w", padx=16, pady=(8, 4))return lbldef_show_result(self, lbl, ok, ok_text="✅ 验证通过", fail_text="❌ 验证失败"):        lbl.configure(text=ok_text if ok else fail_text, fg=GREEN if ok else RED)def_hint(self, parent, text):        tk.Label(parent, text=text, font=F_SMALL, bg=CARD, fg=TEXT_WEAK,                 wraplength=560, justify="left").pack(anchor="w", padx=16, pady=(2, 0))# ════════════════════════════════════════# Tab1: 字符图形验证码# ════════════════════════════════════════def_build_char_tab(self, parent):        tk.Label(parent, text="字符图形验证码", font=F_TITLE, bg=CARD, fg=TEXT).pack(            anchor="w", padx=16, pady=(14, 2))        self._hint(parent, "原理：随机字符渲染成图片，加入旋转、错位、干扰线和噪点，""机器难以 OCR 识别。点击图片可刷新。")        self.char_canvas = tk.Canvas(parent, width=220, height=70, bg="#f1f5f9",                                     highlightthickness=1, highlightbackground=BORDER)        self.char_canvas.pack(anchor="w", padx=16, pady=10)        self.char_canvas.bind("<Button-1>", lambda e: self._refresh_char_captcha())        row = tk.Frame(parent, bg=CARD)        row.pack(fill="x", padx=16, pady=4)        tk.Label(row, text="输入验证码:", font=F_BODY, bg=CARD, fg=TEXT).pack(side="left")        self.char_input = tk.Entry(row, font=F_MONO, bg=INPUT_BG, fg=TEXT,                                   relief="flat", bd=1, width=10)        self.char_input.pack(side="left", padx=6, ipady=3)        tk.Button(row, text="验证", font=F_SMALL, bg=ACCENT, fg="#ffffff", relief="flat",                  padx=12, command=self._verify_char).pack(side="left", padx=4)        tk.Button(row, text="🔄 换一张", font=F_SMALL, bg=BTN_BG, fg=BTN_FG, relief="flat",                  padx=8, command=self._refresh_char_captcha).pack(side="left", padx=4)        self.char_case_var = tk.BooleanVar(value=False)        tk.Checkbutton(parent, text="区分大小写", variable=self.char_case_var,                       font=F_SMALL, bg=CARD, fg=TEXT_SEC, activebackground=CARD,                       selectcolor=CARD).pack(anchor="w", padx=16)        self.char_result = self._result_label(parent)        self._refresh_char_captcha()def_draw_noise(self, canvas, w, h, lines=6, dots=60):"""绘制干扰线与噪点"""for _ in range(lines):            canvas.create_line(random.randint(0, w), random.randint(0, h),                               random.randint(0, w), random.randint(0, h),                               fill=random.choice(NOISE_COLORS), width=random.choice([1, 2]))for _ in range(dots):            x, y = random.randint(0, w), random.randint(0, h)            canvas.create_oval(x, y, x + 2, y + 2,                               fill=random.choice(NOISE_COLORS), outline="")def_refresh_char_captcha(self):        self.char_canvas.delete("all")        self.char_code = "".join(random.choices(CHAR_POOL, k=4))        w, h = 220, 70        self._draw_noise(self.char_canvas, w, h)# 逐字符绘制：随机位置偏移 + 随机角度 + 随机颜色for i, ch in enumerate(self.char_code):            x = 35 + i * 50 + random.randint(-6, 6)            y = 35 + random.randint(-10, 10)            angle = random.randint(-30, 30)            size = random.randint(22, 30)            self.char_canvas.create_text(                x, y, text=ch, font=("Consolas", size, "bold"),                fill=random.choice(CHAR_COLORS), angle=angle)        self.char_result.configure(text="")        self.char_input.delete(0, "end")def_verify_char(self):        user = self.char_input.get().strip()if self.char_case_var.get():            ok = user == self.char_codeelse:            ok = user.lower() == self.char_code.lower()        self._show_result(self.char_result, ok,                          fail_text=f"❌ 验证失败（正确答案: {self.char_code}）")if ok:            self.root.after(1500, self._refresh_char_captcha)# ════════════════════════════════════════# Tab2: 算术验证码# ════════════════════════════════════════def_build_math_tab(self, parent):        tk.Label(parent, text="算术验证码", font=F_TITLE, bg=CARD, fg=TEXT).pack(            anchor="w", padx=16, pady=(14, 2))        self._hint(parent, "原理：随机生成简单算式渲染成图片，用户需理解语义并计算，""比纯字符识别多一层门槛。")        self.math_canvas = tk.Canvas(parent, width=240, height=70, bg="#f1f5f9",                                     highlightthickness=1, highlightbackground=BORDER)        self.math_canvas.pack(anchor="w", padx=16, pady=10)        self.math_canvas.bind("<Button-1>", lambda e: self._refresh_math_captcha())        row = tk.Frame(parent, bg=CARD)        row.pack(fill="x", padx=16, pady=4)        tk.Label(row, text="计算结果:", font=F_BODY, bg=CARD, fg=TEXT).pack(side="left")        self.math_input = tk.Entry(row, font=F_MONO, bg=INPUT_BG, fg=TEXT,                                   relief="flat", bd=1, width=10)        self.math_input.pack(side="left", padx=6, ipady=3)        self.math_input.bind("<Return>", lambda e: self._verify_math())        tk.Button(row, text="验证", font=F_SMALL, bg=ACCENT, fg="#ffffff", relief="flat",                  padx=12, command=self._verify_math).pack(side="left", padx=4)        tk.Button(row, text="🔄 换一题", font=F_SMALL, bg=BTN_BG, fg=BTN_FG, relief="flat",                  padx=8, command=self._refresh_math_captcha).pack(side="left", padx=4)        self.math_result = self._result_label(parent)        self._refresh_math_captcha()def_refresh_math_captcha(self):        self.math_canvas.delete("all")        op = random.choice(["+", "-", "×"])if op == "+":            a, b = random.randint(1, 50), random.randint(1, 50)            self.math_answer = a + belif op == "-":            a, b = random.randint(10, 99), random.randint(1, 9)            self.math_answer = a - belse:            a, b = random.randint(2, 9), random.randint(2, 9)            self.math_answer = a * b        w, h = 240, 70        self._draw_noise(self.math_canvas, w, h, lines=5, dots=40)        expr = f"{a}{op}{b} = ?"# 逐字符绘制并加随机扰动        x = 30for ch in expr:            y = 35 + random.randint(-6, 6)            angle = random.randint(-15, 15)            self.math_canvas.create_text(                x, y, text=ch, font=("Consolas", 24, "bold"),                fill=random.choice(CHAR_COLORS), angle=angle)            x += 24        self.math_result.configure(text="")        self.math_input.delete(0, "end")def_verify_math(self):        user = self.math_input.get().strip()try:            ok = int(user) == self.math_answerexcept ValueError:            ok = False        self._show_result(self.math_result, ok,                          fail_text=f"❌ 验证失败（正确答案: {self.math_answer}）")if ok:            self.root.after(1500, self._refresh_math_captcha)# ════════════════════════════════════════# Tab3: 滑块拼图验证码# ════════════════════════════════════════    SLIDER_W, SLIDER_H = 480, 160    PIECE_SIZE = 44    TOLERANCE = 6# 允许误差（像素）def_build_slider_tab(self, parent):        tk.Label(parent, text="滑块拼图验证码", font=F_TITLE, bg=CARD, fg=TEXT).pack(            anchor="w", padx=16, pady=(14, 2))        self._hint(parent, "原理：拖动滑块使拼图块对齐背景缺口，服务端校验最终位置与""拖动轨迹（人手拖动有抖动，机器轨迹过于平滑）。")        self.slider_canvas = tk.Canvas(parent, width=self.SLIDER_W, height=self.SLIDER_H,                                       bg="#e0f2fe", highlightthickness=1,                                       highlightbackground=BORDER)        self.slider_canvas.pack(anchor="w", padx=16, pady=(10, 6))# 滑轨        self.track_canvas = tk.Canvas(parent, width=self.SLIDER_W, height=44,                                      bg=INPUT_BG, highlightthickness=1,                                      highlightbackground=BORDER)        self.track_canvas.pack(anchor="w", padx=16, pady=(0, 6))        self.track_canvas.bind("<Button-1>", self._slider_press)        self.track_canvas.bind("<B1-Motion>", self._slider_drag)        self.track_canvas.bind("<ButtonRelease-1>", self._slider_release)        row = tk.Frame(parent, bg=CARD)        row.pack(fill="x", padx=16, pady=2)        tk.Button(row, text="🔄 重置", font=F_SMALL, bg=BTN_BG, fg=BTN_FG, relief="flat",                  padx=8, command=self._reset_slider).pack(side="left")        self.slider_info = tk.Label(row, text="", font=F_SMALL, bg=CARD, fg=TEXT_WEAK)        self.slider_info.pack(side="left", padx=10)        self.slider_result = self._result_label(parent)        self._reset_slider()def_reset_slider(self):        c = self.slider_canvas        c.delete("all")        ps = self.PIECE_SIZE# 背景装饰（随机圆点模拟图片纹理）for _ in range(40):            x, y = random.randint(0, self.SLIDER_W), random.randint(0, self.SLIDER_H)            r = random.randint(4, 16)            color = random.choice(["#bae6fd", "#7dd3fc", "#a5f3fc", "#c7d2fe", "#ddd6fe"])            c.create_oval(x - r, y - r, x + r, y + r, fill=color, outline="")# 缺口位置（避开左侧起始区）        self.gap_x = random.randint(ps + 100, self.SLIDER_W - ps - 20)        self.gap_y = random.randint(20, self.SLIDER_H - ps - 20)        c.create_rectangle(self.gap_x, self.gap_y, self.gap_x + ps, self.gap_y + ps,                           fill="#94a3b8", outline="#64748b", width=2, stipple="gray50")# 拼图块（起始在最左侧，与缺口同一水平线）        self.piece_x = 10        self.piece = c.create_rectangle(            self.piece_x, self.gap_y, self.piece_x + ps, self.gap_y + ps,            fill=ACCENT, outline="#1d4ed8", width=2)# 滑轨        t = self.track_canvas        t.delete("all")        t.create_text(self.SLIDER_W // 2, 22, text="按住滑块，拖动完成拼图 →",                      font=F_SMALL, fill=TEXT_WEAK)        self.handle_x = 10        self.handle = t.create_rectangle(self.handle_x, 4, self.handle_x + 40, 40,                                         fill=ACCENT, outline="#1d4ed8", width=2)        t.create_text(self.handle_x + 20, 22, text="⇒", font=("Segoe UI", 14, "bold"),                      fill="white", tags="arrow")        self.dragging = False        self.drag_track = []  # 记录拖动轨迹 (时间, x)        self.slider_done = False        self.slider_result.configure(text="")        self.slider_info.configure(text=f"缺口位置 x={self.gap_x}（演示用，实际不可见）")def_slider_press(self, event):if self.slider_done:return# 只有点在滑块上才开始拖动if self.handle_x <= event.x <= self.handle_x + 40:            self.dragging = True            self.drag_offset = event.x - self.handle_x            self.drag_track = [(time.time(), event.x)]def_slider_drag(self, event):ifnot self.dragging or self.slider_done:return        ps = self.PIECE_SIZE        new_x = event.x - self.drag_offset        new_x = max(10, min(new_x, self.SLIDER_W - 50))        dx = new_x - self.handle_x        self.handle_x = new_x        self.track_canvas.move(self.handle, dx, 0)        self.track_canvas.move("arrow", dx, 0)# 拼图块同步移动（滑轨行程映射到画布行程）        ratio = (self.SLIDER_W - ps - 20) / (self.SLIDER_W - 60)        self.piece_x = 10 + (self.handle_x - 10) * ratio        coords = self.slider_canvas.coords(self.piece)        self.slider_canvas.move(self.piece, self.piece_x - coords[0], 0)        self.drag_track.append((time.time(), event.x))def_slider_release(self, event):ifnot self.dragging or self.slider_done:return        self.dragging = False        diff = abs(self.piece_x - self.gap_x)        ok = diff <= self.TOLERANCE# 简易轨迹分析：拖动耗时 + 采样点数if len(self.drag_track) >= 2:            duration = self.drag_track[-1][0] - self.drag_track[0][0]            points = len(self.drag_track)            track_info = f"耗时 {duration:.2f}s，采样 {points} 点"else:            track_info = "无有效轨迹"if ok:            self.slider_done = True            self.slider_canvas.itemconfigure(self.piece, fill=GREEN, outline="#059669")            self.slider_result.configure(                text=f"✅ 验证通过（偏差 {diff:.0f}px，{track_info}）", fg=GREEN)else:            self.slider_result.configure(                text=f"❌ 未对齐缺口（偏差 {diff:.0f}px，容差 {self.TOLERANCE}px），已重置", fg=RED)            self.root.after(1200, self._reset_slider)# ════════════════════════════════════════# Tab4: 文字点选验证码# ════════════════════════════════════════    CLICK_W, CLICK_H = 480, 200    CLICK_R = 22# 点击判定半径def_build_click_tab(self, parent):        tk.Label(parent, text="文字点选验证码", font=F_TITLE, bg=CARD, fg=TEXT).pack(            anchor="w", padx=16, pady=(14, 2))        self._hint(parent, "原理：图片上随机放置多个文字，要求按指定顺序点击其中几个，""同时考验文字识别与语序理解。")        self.click_tip = tk.Label(parent, text="", font=F_BODY, bg=CARD, fg=ACCENT)        self.click_tip.pack(anchor="w", padx=16, pady=(6, 2))        self.click_canvas = tk.Canvas(parent, width=self.CLICK_W, height=self.CLICK_H,                                      bg="#fef9c3", highlightthickness=1,                                      highlightbackground=BORDER)        self.click_canvas.pack(anchor="w", padx=16, pady=6)        self.click_canvas.bind("<Button-1>", self._on_click_captcha)        row = tk.Frame(parent, bg=CARD)        row.pack(fill="x", padx=16, pady=2)        tk.Button(row, text="🔄 换一张", font=F_SMALL, bg=BTN_BG, fg=BTN_FG, relief="flat",                  padx=8, command=self._reset_click_captcha).pack(side="left")        self.click_result = self._result_label(parent)        self._reset_click_captcha()def_reset_click_captcha(self):        c = self.click_canvas        c.delete("all")        self._draw_noise(c, self.CLICK_W, self.CLICK_H, lines=4, dots=30)# 随机选 5 个不重复汉字，前 3 个为需点击目标        chars = random.sample(HANZI_POOL, 5)        self.click_targets = chars[:3]        self.click_positions = {}  # 字 -> (x, y)# 随机摆放，简单避免重叠        placed = []for ch in chars:for _ in range(50):                x = random.randint(40, self.CLICK_W - 40)                y = random.randint(35, self.CLICK_H - 35)if all((x - px) ** 2 + (y - py) ** 2 > 70 ** 2for px, py in placed):break            placed.append((x, y))            self.click_positions[ch] = (x, y)            c.create_text(x, y, text=ch,                          font=("Microsoft YaHei", random.randint(18, 26), "bold"),                          fill=random.choice(CHAR_COLORS),                          angle=random.randint(-25, 25), tags=f"char_{ch}")        self.clicked_seq = []        self.click_done = False        self.click_tip.configure(            text="请依次点击：" + " → ".join(f"「{t}」"for t in self.click_targets))        self.click_result.configure(text="")def_on_click_captcha(self, event):if self.click_done:return# 找最近的字        hit = Nonefor ch, (x, y) in self.click_positions.items():if (event.x - x) ** 2 + (event.y - y) ** 2 <= self.CLICK_R ** 2:                hit = chbreakif hit isNoneor hit in self.clicked_seq:return        self.clicked_seq.append(hit)        idx = len(self.clicked_seq)        x, y = self.click_positions[hit]# 标记序号        self.click_canvas.create_oval(x - 14, y - 14, x + 14, y + 14,                                      outline=ACCENT, width=2)        self.click_canvas.create_text(x + 20, y - 18, text=str(idx),                                      font=("Microsoft YaHei", 10, "bold"), fill=ACCENT)if idx == len(self.click_targets):            self.click_done = True            ok = self.clicked_seq == self.click_targets            seq = " → ".join(self.clicked_seq)            self._show_result(self.click_result, ok,                              ok_text=f"✅ 验证通过（{seq}）",                              fail_text=f"❌ 顺序错误（你点的是 {seq}），已重置")ifnot ok:                self.root.after(1500, self._reset_click_captcha)# ════════════════════════════════════════# Tab5: 短信验证码（模拟）# ════════════════════════════════════════    SMS_RESEND_SEC = 60# 重发冷却    SMS_VALID_SEC = 120# 有效期def_build_sms_tab(self, parent):        tk.Label(parent, text="短信验证码（模拟）", font=F_TITLE, bg=CARD, fg=TEXT).pack(            anchor="w", padx=16, pady=(14, 2))        self._hint(parent, "原理：服务端生成 6 位随机数字下发到手机，附带有效期与重发""冷却限制，验证「持有手机」这一事实。此处用弹出面板模拟收到的短信。")        row = tk.Frame(parent, bg=CARD)        row.pack(fill="x", padx=16, pady=(12, 4))        tk.Label(row, text="手机号:", font=F_BODY, bg=CARD, fg=TEXT).pack(side="left")        self.phone_input = tk.Entry(row, font=F_MONO, bg=INPUT_BG, fg=TEXT,                                    relief="flat", bd=1, width=14)        self.phone_input.pack(side="left", padx=6, ipady=3)        self.phone_input.insert(0, "13800001234")        self.sms_send_btn = tk.Button(row, text="发送验证码", font=F_SMALL, bg=ACCENT,                                      fg="#ffffff", relief="flat", padx=12,                                      command=self._send_sms)        self.sms_send_btn.pack(side="left", padx=4)# 模拟手机短信面板        sms_box = tk.Frame(parent, bg="#f0fdf4", bd=1, relief="solid")        sms_box.pack(fill="x", padx=16, pady=8)        tk.Label(sms_box, text="📱 模拟手机短信收件箱", font=F_SMALL,                 bg="#f0fdf4", fg=TEXT_SEC).pack(anchor="w", padx=10, pady=(6, 0))        self.sms_msg = tk.Label(sms_box, text="（暂无短信）", font=F_BODY,                                bg="#f0fdf4", fg=TEXT, wraplength=540, justify="left")        self.sms_msg.pack(anchor="w", padx=10, pady=(2, 8))        row2 = tk.Frame(parent, bg=CARD)        row2.pack(fill="x", padx=16, pady=4)        tk.Label(row2, text="输入验证码:", font=F_BODY, bg=CARD, fg=TEXT).pack(side="left")        self.sms_input = tk.Entry(row2, font=F_BIG_MONO, bg=INPUT_BG, fg=TEXT,                                  relief="flat", bd=1, width=8, justify="center")        self.sms_input.pack(side="left", padx=6, ipady=2)        self.sms_input.bind("<Return>", lambda e: self._verify_sms())        tk.Button(row2, text="验证", font=F_SMALL, bg=GREEN, fg="#ffffff", relief="flat",                  padx=14, command=self._verify_sms).pack(side="left", padx=4)        self.sms_status = tk.Label(parent, text="", font=F_SMALL, bg=CARD, fg=TEXT_WEAK)        self.sms_status.pack(anchor="w", padx=16, pady=(4, 0))        self.sms_result = self._result_label(parent)        self.sms_code = None        self.sms_sent_time = 0        self.sms_countdown_job = Nonedef_send_sms(self):        phone = self.phone_input.get().strip()ifnot (phone.isdigit() and len(phone) == 11and phone.startswith("1")):            self.sms_result.configure(text="❌ 请输入 11 位有效手机号", fg=RED)return        self.sms_code = "".join(random.choices(string.digits, k=6))        self.sms_sent_time = time.time()        masked = phone[:3] + "****" + phone[7:]        self.sms_msg.configure(            text=f"【验证码演示】您的验证码是 {self.sms_code}，"f"{self.SMS_VALID_SEC // 60} 分钟内有效，请勿泄露。（发送至 {masked}）")        self.sms_result.configure(text="")        self.sms_input.delete(0, "end")        self._sms_tick()def_sms_tick(self):"""重发倒计时 + 有效期状态刷新"""if self.sms_countdown_job:            self.root.after_cancel(self.sms_countdown_job)            self.sms_countdown_job = Noneif self.sms_code isNone:return        elapsed = time.time() - self.sms_sent_time        resend_left = int(self.SMS_RESEND_SEC - elapsed)        valid_left = int(self.SMS_VALID_SEC - elapsed)if resend_left > 0:            self.sms_send_btn.configure(text=f"重发({resend_left}s)", state="disabled",                                        bg="#93c5fd")else:            self.sms_send_btn.configure(text="发送验证码", state="normal", bg=ACCENT)if valid_left > 0:            self.sms_status.configure(text=f"验证码剩余有效期: {valid_left}s")            self.sms_countdown_job = self.root.after(1000, self._sms_tick)else:            self.sms_status.configure(text="验证码已过期，请重新发送")            self.sms_code = None            self.sms_send_btn.configure(text="发送验证码", state="normal", bg=ACCENT)def_verify_sms(self):        user = self.sms_input.get().strip()if self.sms_code isNone:            self.sms_result.configure(text="❌ 请先发送验证码（或已过期）", fg=RED)returnif time.time() - self.sms_sent_time > self.SMS_VALID_SEC:            self.sms_result.configure(text="❌ 验证码已过期，请重新发送", fg=RED)            self.sms_code = Nonereturn        ok = user == self.sms_code        self._show_result(self.sms_result, ok,                          fail_text="❌ 验证码错误")if ok:            self.sms_code = Noneif self.sms_countdown_job:                self.root.after_cancel(self.sms_countdown_job)                self.sms_countdown_job = None            self.sms_status.configure(text="")            self.sms_send_btn.configure(text="发送验证码", state="normal", bg=ACCENT)defrun(self):        self.root.mainloop()if __name__ == "__main__":    app = CaptchaDemo()    app.run()

文档结束 · 本项目仅用于验证码原理演示与学习