验证码作为一种安全机制，可以有效防止暴力破解密码、发帖、灌水、刷票等，大家在做 Web 自动化的时候应该有碰到验证码这个难题，一般我们可以和开发沟通请求他们的帮助：去掉验证码或者设置一个万能验证码，而如果开发不帮忙我们该如何去解决呢？
本篇文章以 Java 语言为例教你怎么破解验证码。
现在大多数网址会采用滑块验证码的方式，下面以腾讯的滑块验证码为例，先来看看破解的效果：
要破解滑块验证码，我们一般采取的思路如下：
- 获取滑块到背景缺口图的距离
- 通过 selenium 的 Actions 类完成滑动
关键点就在于如何获取滑块到背景缺口图的距离，现在主流的方案是通过 OpenCV(Open Source Computer Vision Library)开源计算机视觉库来处理，openCV 有非常多图像处理方法，其是通过 C/C++ 开发的，但是对外有提供 Java，Python 的接口，所以不管是 Python 还是 Java 我们都可以使用 openCV 进行图像处理。
环境准备
Step1：下载 OpenCV
进入到官网
https://opencv.org/releases/ 下载对应系统的 openCV 软件包，之后解压
Step2：配置环境变量
进入到 opencv -> build ->x64 ->vc15 ->bin 目录，将路径复制追加到 Path 环境变量中
Step3：Intellij 工程中添加 jar 包
Intellij 中选择 File -> Project Structure -> Modules -> Dependencies
点击 add -> JARS or directories... 选择
D:\software\opencv\build\java\opencv-450.jar 文件
验证码破解实现
首先我们通过 selenium 进入到验证码页面（以 QQ 空间为例）
//设置chromeDriver识别路径
System.setProperty("webdriver.chrome.driver","src/test/resources/chromedriver.exe");
driver = new ChromeDriver();
driver.get("https://qzone.qq.com/");
driver.manage().timeouts().implicitlyWait(10, TimeUnit.SECONDS);
//切换登录页面所在iframe
WebElement loginFrame =driver.findElement(By.id("login_frame"));
driver.switchTo().frame(loginFrame);
driver.findElement(By.id("switcher_plogin")).click();
driver.findElement(By.id("u")).sendKeys("362715381");
driver.findElement(By.id("p")).sendKeys("1234r2we");
driver.findElement(By.id("login_button")).click();
进入到验证码界面后，我们仔细观察会发现：滑块和背景是两张分开的图片，src 属性中保存的即为图片 URL 地址，所以我们可以通过 URL 将两者下载到本地
//切换到验证码所在的iframe
WebElementtcaptchaFrame=driver.findElement(By.id("tcaptcha_iframe"));
driver.switchTo().frame(tcaptchaFrame);
//定位滑块图片
WebElementslideBlock= driver.findElement(By.id("slideBlock"));
//定位验证码背景图
WebElementslideBg=driver.findElement(By.id("slideBg"));
//获取图片Url链接
StringslideBlockUrl=slideBlock.getAttribute("src");
String slideBgUrl = slideBg.getAttribute("src");
//下载对应图片
System.out.println("图片下载开始...");
downloadImg(slideBlockUrl, "slideBlock.png");
downloadImg(slideBgUrl, "slideBg.png");
关键点在于获取滑块到滑动背景缺口图的横向距离，这里通过 OpenCV 的模板匹配技术 matchTemplate
然后再通过 selenium 的 Actions 类完成滑动，在滑动的时候需要注意不能直接从开始点滑到终止点（有些网站会判定脚本操作），其中 getMoveTrack 用于获取滑动轨迹，控制每阶段的滑动速度
//获取滑块到滑动背景缺口图的横向距离
double slideDistance=getSlideDistance(System.getProperty("user.dir")+"\\slideBlock.png",System.getProperty("user.dir")+"\\slideBg.png");
Actions actions = new Actions(driver);
WebElementdragElement=driver.findElement(By.id("tcaptcha_drag_button"));
//获取style属性值，其中设置了滑块初始偏离值 style=left: 23px;
//需要注意的是网页前端图片和本地图片比例是不同的，需要进行换算
slideDistance = slideDistance * 280 / 680 - 23;
actions.clickAndHold(dragElement).perform();
//根据滑动距离生成滑动轨迹，约定规则：开始慢->中间快->最后慢
List<Integer>moveTrack= getMoveTrack(slideDistance);
for (Integer index : moveTrack) { //Thread.sleep(20);
actions.moveByOffset(index, 0).perform();
}
actions.release().perform();
getSlideDistance 方法实现
首先对滑块进行处理
- 灰度化
- 去除图片黑边
- inRange 二值化转黑白图
效果如下：
代码实现：
// 加载OpenCV本地库
System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
//对滑块进行处理
MatslideBlockMat=Imgcodecs.imread(slideBlockPicPath);
//1、灰度化图片
Imgproc.cvtColor(slideBlockMat,slideBlockMat,Imgproc.COLOR_BGR2GRAY);
//2、去除周围黑边
for (int row = 0; row < slideBlockMat.height(); row++) {
for (int col = 0; col < slideBlockMat.width(); col++) {
if (slideBlockMat.get(row, col)[0] == 0) {
slideBlockMat.put(row, col, 96);
}
}
}
//3、inRange二值化转黑白图
Core.inRange(slideBlockMat,Scalar.all(96), Scalar.all(96), slideBlockMat);
对滑动背景图进行处理
- 灰度化
- 二值化转黑白图
代码如下：
//对滑动背景图进行处理
Mat slideBgMat = Imgcodecs.imread(slideBgPicPath);
//1、灰度化图片
Imgproc.cvtColor(slideBgMat,slideBgMat,Imgproc.COLOR_BGR2GRAY);
//2、二值化
Imgproc.threshold(slideBgMat,slideBgMat,127,255, Imgproc.THRESH_BINARY);
Mat g_result = new Mat();
/*
* matchTemplate：在模板和输入图像之间寻找匹配,获得匹配结果图像
* result：保存匹配的结果矩阵
* TM_CCOEFF_NORMED标准相关匹配算法
*/
Imgproc.matchTemplate(slideBgMat,slideBlockMat,g_result, Imgproc.TM_CCOEFF_NORMED);
/* minMaxLoc：在给定的结果矩阵中寻找最大和最小值，并给出它们的位置
* maxLoc最大值
*/
Point matchLocation=Core.minMaxLoc(g_result).maxLoc;
//返回匹配点的横向距离
return matchLocation.x;
需要注意的是运行时需要指定 library 路径，不然会报如下错误：
java.lang.UnsatisfiedLinkError: no opencv_java450 in java.library.path
选择 Edit Configuration -> VM options 中添加：
-Djava.library.path=D:\software\opencv\build\java\x64
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