如何使用Python構建OTP驗證系統？
譯文譯者 | 布加迪
審校 | 重樓
即使您的密碼被盜，OTP驗證系統也可以充當安全的關鍵要素。它讓您無需記住密碼，充當額外的安全層，并降低了網絡釣魚的風險。
不妨學習用Python建立一個OTP驗證系統，它會向您的手機號碼發送一個OTP，有效期只有兩分鐘，如果您連續三次輸錯OTP，賬戶會被鎖住。
安裝Tkinter、Twilio和Random模塊
Tkinter允許您創建桌面應用程序。它提供了各種小組件，比如按鈕、標簽和文本框，使開發應用程序變得更容易。
Twilio模塊幫助您把短信、彩信和電話呼叫等通信功能與驗證徑直整合到應用程序中。它有一個基于云的基礎設施，以及令人驚嘆的功能，比如號碼配置、消息模板和呼叫記錄。
要安裝Twilio模塊和Tkinter模塊，在終端執行如下命令：
pip install twilio tkRandom模塊是內置的Python模塊，用于生成偽隨機數。有了該模塊，您可以生成隨機數、從列表中選擇隨機元素、打亂列表內容等。您可以用它來構建擲骰子模擬、列表打亂器或隨機密碼生成器。
生成Twilio API并獲取電話號碼
要使用Twilio并向您的手機發送OTP請求，您需要身份驗證憑據以及Twilio電話號碼。為此：
1. 注冊一個Twilio賬戶，訪問Twilio控制臺。
2. 向下滾動并點擊“獲取電話號碼”按鈕。復制已生成的電話號碼。
3. 向下滾動到“賬戶信息”部分。復制“賬戶SID”和“身份驗證令牌”。
構建應用程序的結構
事先聲明一下，您可以在這個GitHub代碼倉庫中找到使用Python構建OTP驗證系統的完整源代碼。
導入必要的模塊，并設置身份驗證憑據。初始化Twilio客戶軟件以驗證身份，并作為API調用的入口點。將到期失效時間設為兩分鐘。
定義一個類：OTPVerification，并初始化構造函數以設置變量的默認值，同時初始化根窗口，并設置應用程序的標題和維度。
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定義三個標簽來請求手機號碼和OTP，并在程序發送OTP后顯示計時器。設置父元素、它應該顯示的文本以及該有的字體樣式。同樣，創建兩個輸入小組件以獲取用戶輸入。設置父元素、寬度和字體樣式。
創建三個按鈕來發送OTP、重新發送OTP和驗證OTP。設置父元素、它應該顯示的文本、點擊時執行的命令及其字體樣式。使用pack方法組織這些元素。
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()構建應用程序的功能
定義一個方法start_timer()，它在單獨的線程中運行timer_countdown。
def start_timer(self):
self.timer_thread = threading.Thread(target=self.timer_countdown)
self.timer_thread.start()定義一個方法timer_countdown()。記錄開始時間，并運行一個無限循環，該循環獲取當前時間并計算已流逝的時間和剩余時間。如果stop_timer為true，終止循環。如果剩余時間小于或等于0，顯示錯誤消息框，表明OTP已過期。
激活重新發送OTP按鈕，將OTP設置為none，并終止。否則，計算剩余的分鐘和秒，將其顯示在計時器標簽上，并休眠一秒鐘。
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)定義一個方法send_otp()。如果locked為true，顯示相應的消息。否則提取并驗證電話號碼，生成一個隨機的OTP。提供之前獲取的手機號碼，使用客戶軟件將OTP發送到您的電話號碼。顯示消息框，啟動計時器，禁用按鈕，并完全清除輸入內容。
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)定義一個方法resend_otp()。如果鎖住，顯示相應的消息。否則獲取并驗證電話號碼，重新生成隨機的OTP，重新發送OTP，顯示消息框，啟動計時器，并禁用重新發送OTP按鈕。
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)定義一個方法verify_otp()。獲取OTP，并檢查用戶是否沒有輸入任何內容。如果存儲的OTP為None，要求用戶先生成OTP。如果用戶輸入的OTP與存儲的OTP匹配，顯示OTP驗證成功，停止計時器，并退出程序。否則檢查錯誤的輸入嘗試。如果輸錯次數超過3次，鎖住賬戶。
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.')定義一個方法lock_account()。設置鎖住狀態為true，顯示標簽為“賬戶已鎖住”。禁用所有標簽、條目和按鈕。停止現有的計時器，啟動新的計時器（10分鐘）。
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)定義一個方法start_countdown()。如果剩余時間小于等于0，重置賬戶。否則顯示程序已鎖住賬戶，并在剩余時間內使用回調再試一次。
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)定義一個函數reset_account()。像前面一樣重置所有小組件和變量的狀態。
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創建根窗口和類的實例，并運行Tkinter應用程序。
if __name__ == '__main__':
root = tk.Tk()
otp_verification = OTPVerification(root)
root.mainloop()使用OTP驗證的輸出示例
在運行OTP驗證程序時，您會看到一個窗口，要求輸入手機號碼。輸入手機號碼以及所在國家代號，然后點擊“發送OTP”按鈕。您會收到一條消息，表明程序已成功發送OTP，按鈕會停用兩分鐘。檢查手機是否收到了OTP，并在過期前輸入它。
在計時器過期前輸入正確的OTP后，您將收到一條消息，表明程序已成功驗證了OTP，退出程序。如果您沒有及時輸入，會收到消息框，表明OTP已過期。可以點擊“重新發送OTP”按鈕以生成新的OTP，并發送到您的手機。
如果您輸錯了OTP，程序將顯示一個消息框，表明“OTP不匹配”。
如果OTP輸錯三次，所有字段將被禁用，賬戶將被鎖住十分鐘。
結合使用Twilio與Python
使用Twilio，您可以為各種事件構建短信通知系統。您可以將其與物聯網設備一起使用，當設備的數值高于或低于某個閾值或者檢測到入侵者時發送短信。您還可以構建具有雙因素身份驗證的安全登錄系統，構建WhatsApp聊天機器人和約會提醒系統。
除此之外，您還可以用它進行電話號碼驗證、營銷活動、發送調查表和收集反饋。在構建任何應用程序時，始終留意Twilio API的定價，以免遭遇意外成本。
原文標題：How to Build an OTP Verification System Using Python，作者：Sai Ashish Konchada
