如何使用Python构建OTP验证系统？

即使您的密码被盗，OTP验证系统也可以充当安全的关键要素。它让您无需记住密码，充当额外的安全层，并降低了网络钓鱼的风险。

不妨学习用Python建立一个OTP验证系统，它会向您的手机号码发送一个OTP，有效期只有两分钟，如果您连续三次输错OTP，账户会被锁住。

1.安装Tkinter、Twilio和Random模块

Tkinter允许您创建桌面应用程序。它提供了各种小组件，比如按钮、标签和文本框，使开发应用程序变得更容易。

Twilio模块帮助您把短信、彩信和电话呼叫等通信功能与验证径直整合到应用程序中。它有一个基于云的基础设施，以及令人惊叹的功能，比如号码配置、消息模板和呼叫记录。

要安装Twilio模块和Tkinter模块，在终端执行如下命令：

pip install twilio tk

Random模块是内置的Python模块，用于生成伪随机数。有了该模块，您可以生成随机数、从列表中选择随机元素、打乱列表内容等。您可以用它来构建掷骰子模拟、列表打乱器或随机密码生成器。

2.生成Twilio API并获取电话号码

要使用Twilio并向您的手机发送OTP请求，您需要身份验证凭据以及Twilio电话号码。为此：

1. 注册一个Twilio账户，访问Twilio控制台。

2. 向下滚动并点击“获取电话号码”按钮。复制已生成的电话号码。

3. 向下滚动到“账户信息”部分。复制“账户SID”和“身份验证令牌”。

3.构建应用程序的结构

事先声明一下，您可以在这个GitHub代码仓库中找到使用Python构建OTP验证系统的完整源代码。

导入必要的模块，并设置身份验证凭据。初始化Twilio客户软件以验证身份，并作为API调用的入口点。将到期失效时间设为两分钟。

定义一个类：OTPVerification，并初始化构造函数以设置变量的默认值，同时初始化根窗口，并设置应用程序的标题和维度。

import tkinter as tk
from tkinter import messagebox
from twilio.rest import Client
import random
import threading
import time

account_sid = "YOUR_ACCOUNT_SID"
auth_token = "YOUR_AUTH_TOKEN"
client = Client(account_sid, auth_token)
expiration_time = 120

class OTPVerification:
 def __init__(self, master):
 self.master = master
 self.master.title('OTP Verification')
 self.master.geometry("600x275")
 self.otp = None
 self.timer_thread = None
 self.resend_timer = None
 self.wrong_attempts = 0
 self.locked = False
 self.stop_timer = False

定义三个标签来请求手机号码和OTP，并在程序发送OTP后显示计时器。设置父元素、它应该显示的文本以及该有的字体样式。同样，创建两个输入小组件以获取用户输入。设置父元素、宽度和字体样式。

创建三个按钮来发送OTP、重新发送OTP和验证OTP。设置父元素、它应该显示的文本、点击时执行的命令及其字体样式。使用pack方法组织这些元素。

self.label1 = tk.Label(self.master, 
 text='Enter your mobile number:',
 fnotallow=('Arial', 14))
 self.label1.pack()

 self.mobile_number_entry = tk.Entry(self.master, 
 width=20,
 fnotallow=('Arial', 14))
 self.mobile_number_entry.pack()

 self.send_otp_button = tk.Button(self.master, 
 text='Send OTP', 
 command=self.send_otp,
 fnotallow=('Arial', 14))
 self.send_otp_button.pack()

 self.timer_label = tk.Label(self.master, 
 text='', 
 fnotallow=('Arial', 12, 'bold'))
 self.timer_label.pack()

 self.resend_otp_button = tk.Button(self.master, 
 text='Resend OTP', 
 state=tk.DISABLED, 
 command=self.resend_otp,
 fnotallow=('Arial', 14))
 self.resend_otp_button.pack()

 self.label2 = tk.Label(self.master, 
 text='Enter OTP sent to your mobile:',
 fnotallow=('Arial', 14))
 self.label2.pack()

 self.otp_entry = tk.Entry(self.master, 
 width=20,
 fnotallow=('Arial', 14))
 self.otp_entry.pack()

 self.verify_otp_button = tk.Button(self.master, 
 text='Verify OTP', 
 command=self.verify_otp,
 fnotallow=('Arial', 14))
 self.verify_otp_button.pack()

4.构建应用程序的功能

定义一个方法start_timer()，它在单独的线程中运行timer_countdown。

def start_timer(self):
 self.timer_thread = threading.Thread(target=self.timer_countdown)
 self.timer_thread.start()

定义一个方法timer_countdown()。记录开始时间，并运行一个无限循环，该循环获取当前时间并计算已流逝的时间和剩余时间。如果stop_timer为true，终止循环。如果剩余时间小于或等于0，显示错误消息框，表明OTP已过期。

激活重新发送OTP按钮，将OTP设置为none，并终止。否则，计算剩余的分钟和秒，将其显示在计时器标签上，并休眠一秒钟。

def timer_countdown(self):
 start_time = time.time()
 while True:
 current_time = time.time()
 elapsed_time = current_time - start_time
 remaining_time = expiration_time - elapsed_time
 if self.stop_timer:
 break
 if remaining_time <= 0:
 messagebox.showerror('Error', 'OTP has expired.')
 self.resend_otp_button.config(state=tk.NORMAL)
 self.otp = None
 break
 minutes = int(remaining_time // 60)
 seconds = int(remaining_time % 60)
 timer_label = f'Time Remaining: {minutes:02d}:{seconds:02d}'
 self.timer_label.config(text=timer_label)
 time.sleep(1)

定义一个方法send_otp()。如果locked为true，显示相应的消息。否则提取并验证电话号码，生成一个随机的OTP。提供之前获取的手机号码，使用客户软件将OTP发送到您的电话号码。显示消息框，启动计时器，禁用按钮，并完全清除输入内容。

def send_otp(self):
   if self.locked:
 messagebox.showinfo('Account Locked', 'Your account is locked. Try  again later.')
 return
 mobile_number = self.mobile_number_entry.get()
 if not mobile_number:
 messagebox.showerror('Error', 'Please enter your mobile number.')
 return

 self.otp = random.randint(1000, 9999)
 message = client.messages.create(
 body=f'Your OTP is {self.otp}.',
 from_='TWILIO_MOBILE_NUMBER',
 to=mobile_number
 )
 messagebox.showinfo('OTP Sent', f'OTP has been sent to {mobile_number}.')
 self.start_timer()
 self.send_otp_button.config(state=tk.DISABLED) 
 self.resend_otp_button.config(state=tk.DISABLED) 
 self.otp_entry.delete(0, tk.END)

def send_otp(self):
   if self.locked:
 messagebox.showinfo('Account Locked', 'Your account is locked. Try  again later.')
 return
 mobile_number = self.mobile_number_entry.get()
 if not mobile_number:
 messagebox.showerror('Error', 'Please enter your mobile number.')
 return

 self.otp = random.randint(1000, 9999)
 message = client.messages.create(
 body=f'Your OTP is {self.otp}.',
 from_='TWILIO_MOBILE_NUMBER',
 to=mobile_number
 )
 messagebox.showinfo('OTP Sent', f'OTP has been sent to {mobile_number}.')
 self.start_timer()
 self.send_otp_button.config(state=tk.DISABLED) 
 self.resend_otp_button.config(state=tk.DISABLED) 
 self.otp_entry.delete(0, tk.END)

定义一个方法resend_otp()。如果锁住，显示相应的消息。否则获取并验证电话号码，重新生成随机的OTP，重新发送OTP，显示消息框，启动计时器，并禁用重新发送OTP按钮。

def resend_otp(self):
 if self.locked:
 messagebox.showinfo('Account Locked', 'Your account is locked. Try  
again later.')
 return
 mobile_number = self.mobile_number_entry.get()
 if not mobile_number:
 messagebox.showerror('Error', 'Please enter your mobile number.')
 return

 self.otp = random.randint(1000, 9999)
 message = client.messages.create(
 body=f'Your OTP is {self.otp}.',
 from_='TWILIO_MOBILE_NUMBER',
 to=mobile_number
 )
 messagebox.showinfo('OTP Sent', f'New OTP has been sent to {mobile_number}.')
 self.start_timer()
 self.resend_otp_button.config(state=tk.DISABLED)

定义一个方法verify_otp()。获取OTP，并检查用户是否没有输入任何内容。如果存储的OTP为None，要求用户先生成OTP。如果用户输入的OTP与存储的OTP匹配，显示OTP验证成功，停止计时器，并退出程序。否则检查错误的输入尝试。如果输错次数超过3次，锁住账户。

def verify_otp(self):
 user_otp = self.otp_entry.get()
 if not user_otp:
 messagebox.showerror('Error', 'Please enter OTP.')
 return
 if self.otp is None:
 messagebox.showerror('Error', 'Please generate OTP first.')
 return
 if int(user_otp) == self.otp:
 messagebox.showinfo('Success', 'OTP verified successfully.')
 self.stop_timer = True 
 exit()
 else:
 self.wrong_attempts += 1
 if self.wrong_attempts == 3:
 self.lock_account()
 else:
 messagebox.showerror('Error', 'OTP does not match.')

定义一个方法lock_account()。设置锁住状态为true，显示标签为“账户已锁住”。禁用所有标签、条目和按钮。停止现有的计时器，启动新的计时器（10分钟）。

def lock_account(self):
 self.locked = True
 self.label1.config(text='Account Locked')
 self.mobile_number_entry.config(state=tk.DISABLED)
 self.send_otp_button.config(state=tk.DISABLED)
 self.timer_label.config(text='')
 self.resend_otp_button.config(state=tk.DISABLED)
 self.label2.config(text='')
 self.otp_entry.config(state=tk.DISABLED)
 self.verify_otp_button.config(state=tk.DISABLED)
 self.stop_timer = True 
 countdown_time = 10 * 60 
 self.start_countdown(countdown_time)

定义一个方法start_countdown()。如果剩余时间小于等于0，重置账户。否则显示程序已锁住账户，并在剩余时间内使用回调再试一次。

def start_countdown(self, remaining_time):
 if remaining_time <= 0:
 self.reset_account()
 return

 minutes = int(remaining_time // 60)
 seconds = int(remaining_time % 60)
 timer_label = f'Account Locked. Try again in: 
{minutes:02d}:{seconds:02d}'
 self.timer_label.config(text=timer_label)
 self.master.after(1000, self.start_countdown, remaining_time - 1)

定义一个函数reset_account()。像前面一样重置所有小组件和变量的状态。

def reset_account(self):
 self.locked = False
 self.wrong_attempts = 0
 self.label1.config(text='Enter your mobile number:')
 self.mobile_number_entry.config(state=tk.NORMAL)
 self.send_otp_button.config(state=tk.NORMAL)
 self.timer_label.config(text='')
 self.resend_otp_button.config(state=tk.DISABLED)
 self.label2.config(text='Enter OTP sent to your mobile:')
 self.otp_entry.config(state=tk.NORMAL)
 self.verify_otp_button.config(state=tk.NORMAL)
 self.stop_timer = False

创建根窗口和类的实例，并运行Tkinter应用程序。

if __name__ == '__main__':
 root = tk.Tk()
 otp_verification = OTPVerification(root)
 root.mainloop()

5.使用OTP验证的输出示例

在运行OTP验证程序时，您会看到一个窗口，要求输入手机号码。输入手机号码以及所在国家代号，然后点击“发送OTP”按钮。您会收到一条消息，表明程序已成功发送OTP，按钮会停用两分钟。检查手机是否收到了OTP，并在过期前输入它。

在计时器过期前输入正确的OTP后，您将收到一条消息，表明程序已成功验证了OTP，退出程序。如果您没有及时输入，会收到消息框，表明OTP已过期。可以点击“重新发送OTP”按钮以生成新的OTP，并发送到您的手机。

如果您输错了OTP，程序将显示一个消息框，表明“OTP不匹配”。

如果OTP输错三次，所有字段将被禁用，账户将被锁住十分钟。

6.结合使用Twilio与Python

使用Twilio，您可以为各种事件构建短信通知系统。您可以将其与物联网设备一起使用，当设备的数值高于或低于某个阈值或者检测到入侵者时发送短信。您还可以构建具有双因素身份验证的安全登录系统，构建WhatsApp聊天机器人和约会提醒系统。

除此之外，您还可以用它进行电话号码验证、营销活动、发送调查表和收集反馈。在构建任何应用程序时，始终留意Twilio API的定价，以免遭遇意外成本。