什么是CAPTCHA?以及在爬虫项目中如何解决它

Ethan Collins
Pattern Recognition Specialist
03-Jan-2025

如果你花时间浏览互联网,你很可能遇到过验证码(CAPTCHA)。它们是那些让你识别交通灯、点击所有船只或破译波浪形扭曲文本的小谜题。对于普通用户来说,验证码只是一个小小的不便。但对于像企业这样的网络爬虫用途?验证码往往是他们存在的祸根。
那么,验证码到底是什么,为什么它们存在?更重要的是,在进行网络爬虫项目时,如何处理它们?让我们从多个角度深入探讨这个主题——分解验证码是什么、为什么使用它们以及可以有效处理它们的策略。
什么是验证码?
验证码(CAPTCHA),是“Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart”(全自动区分计算机和人类的公共图灵测试)的缩写,是一种安全机制,旨在确定尝试访问网站或服务的用户是真实的人类还是自动化机器人。
简单来说,验证码就像一个小测试或谜题,人类可以相对轻松地解决,但机器人(至少理论上)不能。这些挑战可能包括识别扭曲的文本、识别图像中的特定物体或解决简单的谜题。
验证码的起源可以追溯到2000年代初期,当时区分人和机器人的需求成为网站的一个紧迫问题。多年来,验证码发生了巨大的变化,较新的版本依赖于行为分析、高级机器学习和最少的用户交互。
验证码广泛应用于互联网的各种用途,从保护登录表单到防止自动化攻击。虽然它们的主要目标是保护网站免受恶意机器人的攻击,但它们往往让合法用户感到沮丧。
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为什么使用验证码?
验证码通过确保用户是人类,在维护网站的安全性和功能方面发挥着关键作用。以下是使用验证码的一些最常见原因:
1. 防止垃圾邮件
验证码最广泛的用途之一是阻止机器人提交表单或在网站上留下垃圾邮件评论。如果没有验证码,机器人可能会用不相关或恶意内容充斥联系表单、留言簿或评论部分,压垮网站管理员并影响用户体验。通过要求用户完成验证码,网站可以有效地过滤掉自动垃圾邮件,同时允许真实用户与平台互动。
2. 防御暴力攻击
黑客经常使用自动化工具执行暴力攻击,他们反复尝试不同的用户名和密码组合来未经授权地访问帐户。验证码在登录过程中添加了人工验证步骤,从而减慢或完全阻止这些自动化攻击。这个简单而有效的屏障确保只有人类才能继续尝试,大大增加了恶意行为者破坏系统难度。
这两个应用突出了验证码如何帮助维护在线平台的安全性和完整性,保护用户和管理员免受恶意活动的影响。
你会遇到的验证码类型
1. 图片转文字验证码
图片转文字验证码是验证码的传统形式,用户会看到扭曲或乱码的文本,并且必须输入他们看到的字符。这些设计对人类来说很简单,但对机器人来说很难。然而,随着光学字符识别(OCR)技术的进步,机器人现在能够越来越容易地解决这些问题。
2. 图片识别验证码
图片识别验证码,例如 Google 的 reCAPTCHA 使用的验证码,要求用户识别一系列图像中的特定对象(例如,“选择所有自行车”)。这些依赖于用户理解视觉环境的能力,这使得机器人更难以绕过。
3. reCAPTCHA v2
reCAPTCHA v2 因其“我不是机器人”复选框而广为人知。如果需要额外的验证,它还包括图像挑战。该系统将用户的简单性与检测自动化机器人的先进技术相结合。
4. reCAPTCHA v3
与前身不同,reCAPTCHA v3 在后台隐形运行。它根据用户的行为(例如鼠标移动和交互模式)为用户分配“人类分数”,以确定他们是真实用户还是机器人。
5. Cloudflare Turnstile/ Challenge
Cloudflare Turnstile 是一种验证码解决方案,它专注于用户便利性,通过分析行为和环境数据来验证人类用户,而无需任何直接交互。它通过在后台运行来提供无缝体验,确保安全而不中断用户流程。另一方面,Cloudflare Challenges 是交互式测试,要求用户完成识别图像或解决谜题等任务。当需要额外验证时,会使用这些挑战,为验证码验证提供更传统的方法。这两种方法旨在防止机器人访问,同时保持流畅的用户体验。
如何在网络爬虫项目中解决验证码
在构建网络爬虫项目时,遇到验证码几乎是不可避免的。虽然它们的主要目标是防止自动化访问,但在某些情况下,例如数据分析或竞争研究,抓取是必要的。以下是如何有效解决验证码的方法。
手动绕过
最简单的方法是在验证码出现时手动解决。虽然对于大规模抓取来说不切实际,但这种方法适用于需要最小自动化程度的项目。
使用验证码求解服务
对于大型项目,利用验证码求解服务是最有效的方法。这些服务使用 AI 或人工求解器来处理验证码。以下是一个使用CapSolver 的示例,这是一项以其可靠的验证码求解解决方案而闻名的服务。
预备条件
要开始使用 Requests,请确保已安装它:
bash
pip install requests
基本示例:获取 Web 内容
这是一个使用 Requests 从Quotes to Scrape 网站抓取引用的基础示例。
python
import requests
from bs4 import BeautifulSoup
# 要抓取的页面的 URL
url = 'http://quotes.toscrape.com/'
# 发送 GET 请求
response = requests.get(url)
# 检查请求是否成功
if response.status_code == 200:
soup = BeautifulSoup(response.text, 'html.parser')
quotes = soup.find_all('span', class_='text')
for quote in quotes:
print(quote.text)
else:
print(f"Failed to retrieve the page. Status Code: {response.status_code}")
关键点:
- GET 请求获取页面的 HTML 内容。
- BeautifulSoup 库解析页面并提取特定元素。
使用 Requests 处理 reCAPTCHA 挑战
当抓取受 reCAPTCHA v2 等验证码保护的网站时,仅使用 Requests 就足够了。这就是CapSolver 可以通过自动化验证码求解来提供帮助的地方,从而可以绕过这些挑战。
安装
安装 Requests 和 Capsolver 库:
bash
pip install capsolver requests
示例:解决 reCAPTCHA v2
此示例演示如何解决 reCAPTCHA v2 挑战并获取受保护的页面。
python
import capsolver
import requests
capsolver.api_key = "Your Capsolver API Key"
PAGE_URL = "https://example.com"
PAGE_KEY = "Your-Site-Key"
PROXY = "http://username:password@host:port"
def solve_recaptcha_v2(url, key):
solution = capsolver.solve({
"type": "ReCaptchaV2Task",
"websiteURL": url,
"websiteKey": key,
"proxy": PROXY
})
return solution['solution']['gRecaptchaResponse']
def main():
print("Solving reCAPTCHA...")
token = solve_recaptcha_v2(PAGE_URL, PAGE_KEY)
headers = {
'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/91.0.4472.124 Safari/537.36'
}
data = {'g-recaptcha-response': token}
response = requests.get(PAGE_URL, headers=headers, data=data, proxies={"http": PROXY, "https": PROXY})
if response.status_code == 200:
print("Successfully bypassed CAPTCHA!")
print(response.text[:500]) # Print the first 500 characters
else:
print(f"Failed to fetch the page. Status Code: {response.status_code}")
if __name__ == "__main__":
main()
自定义代理和无头浏览器
除了直接解决验证码之外,使用住宅或数据中心代理以及无头浏览器(例如 Puppeteer 或 Selenium)可以减少验证码的频率。代理确保您的请求看起来像是来自不同位置,而无头浏览器则模拟真实用户的行为。
行为模拟
许多验证码,如 reCAPTCHA v3,都依赖于行为分析。确保您的抓取器模拟真实用户的活动——例如鼠标移动或不同的请求间隔——可以帮助避免触发验证码。
结论
验证码可能看起来很麻烦,但是有了合适的工具和技术,它们只是网络抓取过程中的另一个环节。无论你是手动解决它们,使用像CapSolver这样的服务,还是优化你的抓取器以避免它们,总会有前进的道路。掌握这些技能,验证码将不再是障碍,而只是你抓取旅程中的垫脚石。
合规声明: 本博客提供的信息仅供参考。CapSolver 致力于遵守所有适用的法律和法规。严禁以非法、欺诈或滥用活动使用 CapSolver 网络,任何此类行为将受到调查。我们的验证码解决方案在确保 100% 合规的同时,帮助解决公共数据爬取过程中的验证码难题。我们鼓励负责任地使用我们的服务。如需更多信息,请访问我们的服务条款和隐私政策。
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