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[Python爬蟲教學]Selenium動態網頁爬蟲通過Captcha驗證碼的實用技巧

python_selenium_bypass_captcha

想必大家在開發網頁爬蟲的過程中,都會有遇到各種反爬蟲機制的經驗,而Captcha就是其中一種透過圖片驗證的方式,來增加Python網頁爬蟲爬取資料的困難度。

所以,本文就以博客來網路書店的登入頁面為例,來和大家分享如何利用2Captcha服務,破解登入時的一般驗證碼(Normal Captcha),順利登入會員。其中實作的重點包含:

  • Python Selenium下載Captcha圖片
  • 提交一般驗證碼(Normal Captcha)
  • 取得一般驗證碼(Normal Captcha)結果

一、Python Selenium下載Captcha圖片

由於本文開發的Python網頁爬蟲要能夠自動化輸入帳號、密碼與一般驗證碼(Normal Captcha),所以就需要安裝Python的Selenium套件及Webdriver-Manager瀏覽器管理套件,如下指令

$ pip install selenium

$ pip install webdriver-manager

接著,本文使用Visual Studio Code,建立app.py檔案,引用相關的模組(Module),如下範例

from selenium import webdriver
from webdriver_manager.chrome import ChromeDriverManager
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
import base64
import requests

其中base64模組(Module)是等一下要用來解碼(Decode)下載下來的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片。

前往博客來網路書店,並且點擊「登入」按鈕,如下圖:

python_selenium_bypass_captcha

截取自博客來網路書店官網https://www.books.com.tw/

接著,就可以看到登入畫面,如下圖:

python_selenium_bypass_captcha
截取自博客來網路書店登入畫面https://cart.books.com.tw/member/login
而要破解一般驗證碼(Normal Captcha),就需要先將網頁上的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片下載下來,再提交到2Captcha服務來幫我們進行辨識。

開啟app.py檔案,利用Selenium與Webdriver-Manager模組(Module)開啟Chrome瀏覽器,並且前往博客來網路書店的登入頁面,如下範例

from selenium import webdriver
from webdriver_manager.chrome import ChromeDriverManager
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
import base64
import requests


browser = webdriver.Chrome(ChromeDriverManager().install())
browser.get('https://cart.books.com.tw/member/login')

登入頁面網址的後面參數可以無需理會,只需要到login就可以了。

接下來,利用time模組(Module)等待10秒的時間,讓網頁載入完成後,就可以透過Selenium套件的execute_script()方法(Method),執行一段JavaScript程式碼,如下範例

from selenium import webdriver
from webdriver_manager.chrome import ChromeDriverManager
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
import base64
import requests


browser = webdriver.Chrome(ChromeDriverManager().install())
browser.get('https://cart.books.com.tw/member/login')

time.sleep(10)

img_base64 = browser.execute_script("""
    var ele = arguments[0];
    var cnv = document.createElement('canvas');
    cnv.width = ele.width; cnv.height = ele.height;
    cnv.getContext('2d').drawImage(ele, 0, 0);
    return cnv.toDataURL('image/jpeg').substring(22);    
    """, browser.find_element(By.XPATH, "//*[@id='captcha_img']/img"))

第14~20行的JavaScript程式碼,就是先定位登入畫面上的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片,接著,建立一個畫布(canvas),將一般驗證碼(Normal Captcha)繪製上去後,並且進行base64編碼。

而以上範例的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片xpath路徑取得方式,就是在網頁上的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片點擊右鍵,選擇「檢查」,在原始碼的地方再次點擊右鍵,選擇「Copy/Copy XPath」,如下圖:

python_selenium_bypass_captcha
有了一般驗證碼(Normal Captcha)的base64編碼後,就可以利用base64模組(Module)的b64decode()方法(Method)解碼,並且寫入本地端的圖片檔(captcha_login.png),如下範例第22~23行

from selenium import webdriver
from webdriver_manager.chrome import ChromeDriverManager
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
import base64
import requests


browser = webdriver.Chrome(ChromeDriverManager().install())
browser.get('https://cart.books.com.tw/member/login')

time.sleep(10)

img_base64 = browser.execute_script("""
    var ele = arguments[0];
    var cnv = document.createElement('canvas');
    cnv.width = ele.width; cnv.height = ele.height;
    cnv.getContext('2d').drawImage(ele, 0, 0);
    return cnv.toDataURL('image/jpeg').substring(22);    
    """, browser.find_element(By.XPATH, "//*[@id='captcha_img']/img"))

with open("captcha_login.png", 'wb') as image:
    image.write(base64.b64decode(img_base64))

到這邊可能有讀者會疑惑,為什麼下載圖片不使用一般驗證碼(Normal Captcha)圖片的src屬性網址來進行下載呢?這是因為在取得Captcha圖片網址後,使用requests套件再次打開圖片連結下載時,會產生不一樣的Captcha圖片驗證碼,使得網頁上與下載下來的不一致,所以才會使用JavaScript程式碼來進行繪製與編碼,確保驗證碼的一致性。

二、提交一般驗證碼(Normal Captcha)

2Captcha是一個驗證碼辨識服務,提供各種不同的驗證碼辨識,包含Text Captcha、Rotate Captcha、Click Captcha及reCaptcha等,透過它所提供的API,即可輕鬆破解網頁驗證碼,官網如下圖:

python_selenium_bypass_captcha
截取自2Captcha官網https://2captcha.com/

點擊右上角的Register(註冊),並且登入後,就可以看到如下圖的畫面:

python_selenium_bypass_captcha
其中包含了三個重要的部分:

這邊帶大家來看一下2Captcha服務的API文件,點擊上圖的API按鈕,可以看到如下圖的畫面:

python_selenium_bypass_captcha
截取自2Captcha官網API文件https://2captcha.com/2captcha-api
接著,點擊右側選單的「Solving Captchas」,就可以看到各種Captcha的解決方式,如下圖:

python_selenium_bypass_captcha

博客來網路書店的登入頁面就是其中的一般驗證碼(Normal Captcha)

所以,接下來我們就要將下載下來的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片,提交到2Captcha服務的API,如下範例

from selenium import webdriver
from webdriver_manager.chrome import ChromeDriverManager
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
import base64
import requests


browser = webdriver.Chrome(ChromeDriverManager().install())
browser.get('https://cart.books.com.tw/member/login')

time.sleep(10)

img_base64 = browser.execute_script("""
    var ele = arguments[0];
    var cnv = document.createElement('canvas');
    cnv.width = ele.width; cnv.height = ele.height;
    cnv.getContext('2d').drawImage(ele, 0, 0);
    return cnv.toDataURL('image/jpeg').substring(22);    
    """, browser.find_element(By.XPATH, "//*[@id='captcha_img']/img"))

with open("captcha_login.png", 'wb') as image:
    image.write(base64.b64decode(img_base64))

    # 下載下來的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片
    file = {'file': open('captcha_login.png', 'rb')}

api_key = '你的2captcha API KEY'
data = {
    'key': api_key,
    'method': 'post'
}

response = requests.post('http://2captcha.com/in.php', files=file, data=data)
print(f'response:{response.text}')

執行結果

response:OK|67645583547

當回應為OK,代表一般驗證碼(Normal Captcha)提交成功,後面的數字則是驗證碼ID,用來存取另一個2Captcha服務的API,得到辨識的結果,截取的方式如下範例第39行

from selenium import webdriver
from webdriver_manager.chrome import ChromeDriverManager
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
import base64
import requests


browser = webdriver.Chrome(ChromeDriverManager().install())
browser.get('https://cart.books.com.tw/member/login')

time.sleep(10)

img_base64 = browser.execute_script("""
    var ele = arguments[0];
    var cnv = document.createElement('canvas');
    cnv.width = ele.width; cnv.height = ele.height;
    cnv.getContext('2d').drawImage(ele, 0, 0);
    return cnv.toDataURL('image/jpeg').substring(22);    
    """, browser.find_element(By.XPATH, "//*[@id='captcha_img']/img"))

with open("captcha_login.png", 'wb') as image:
    image.write(base64.b64decode(img_base64))

    # 下載下來的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片
    file = {'file': open('captcha_login.png', 'rb')}

api_key = '你的2captcha API KEY'
data = {
    'key': api_key,
    'method': 'post'
}

response = requests.post('http://2captcha.com/in.php', files=file, data=data)
print(f'response:{response.text}')

if response.ok and response.text.find('OK') > -1:

    captcha_id = response.text.split('|')[1]  #擷取驗證碼ID
    
else:
    print('提交驗證碼發生錯誤!')

三、取得一般驗證碼(Normal Captcha)結果

最後,就可以使用驗證碼ID,來取得一般驗證碼(Normal Captcha)的辨識結果,如下範例

from selenium import webdriver
from webdriver_manager.chrome import ChromeDriverManager
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
import base64
import requests


browser = webdriver.Chrome(ChromeDriverManager().install())
browser.get('https://cart.books.com.tw/member/login')

time.sleep(10)

img_base64 = browser.execute_script("""
    var ele = arguments[0];
    var cnv = document.createElement('canvas');
    cnv.width = ele.width; cnv.height = ele.height;
    cnv.getContext('2d').drawImage(ele, 0, 0);
    return cnv.toDataURL('image/jpeg').substring(22);    
    """, browser.find_element(By.XPATH, "//*[@id='captcha_img']/img"))

with open("captcha_login.png", 'wb') as image:
    image.write(base64.b64decode(img_base64))

    # 下載下來的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片
    file = {'file': open('captcha_login.png', 'rb')}

api_key = '你的2captcha API KEY'
data = {
    'key': api_key,
    'method': 'post'
}

response = requests.post('http://2captcha.com/in.php', files=file, data=data)
print(f'response:{response.text}')

if response.ok and response.text.find('OK') > -1:

    captcha_id = response.text.split('|')[1]  #擷取驗證碼ID

    for i in range(10):
        
        response = requests.get(
            f'http://2captcha.com/res.php?key={api_key}&action=get&id={captcha_id}')
        print(f'response:{response.text}')

        if response.text.find('CAPCHA_NOT_READY') > -1:  #尚未辨識完成
            time.sleep(3)

        elif response.text.find('OK') > -1:
            captcha_text = response.text.split('|')[1]  #擷取辨識結果
            
            break

        else:
            print('取得驗證碼發生錯誤!')
else:
    print('提交驗證碼發生錯誤!')

由於2Captcha服務有時無法即時辨識與回應結果,所以在第41~56行使用迴圈,當尚未辨識完成,則等待3秒後,再存取辨識結果API一次,直到回應OK完成,就擷取其中的辨識結果文字。

有了一般驗證碼(Normal Captcha)的辨識結果後,就可以利用Selenium模組(Module)自動化輸入博客來網路書店帳號、密碼及一般驗證碼(Normal Captcha)來進行登入,如下範例第53~61行

from selenium import webdriver
from webdriver_manager.chrome import ChromeDriverManager
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
import base64
import requests


browser = webdriver.Chrome(ChromeDriverManager().install())
browser.get('https://cart.books.com.tw/member/login')

time.sleep(10)

img_base64 = browser.execute_script("""
    var ele = arguments[0];
    var cnv = document.createElement('canvas');
    cnv.width = ele.width; cnv.height = ele.height;
    cnv.getContext('2d').drawImage(ele, 0, 0);
    return cnv.toDataURL('image/jpeg').substring(22);    
    """, browser.find_element(By.XPATH, "//*[@id='captcha_img']/img"))

with open("captcha_login.png", 'wb') as image:
    image.write(base64.b64decode(img_base64))

    # 下載下來的一般驗證碼(Normal Captcha)圖片
    file = {'file': open('captcha_login.png', 'rb')}

api_key = '你的2captcha API KEY'
data = {
    'key': api_key,
    'method': 'post'
}

response = requests.post('http://2captcha.com/in.php', files=file, data=data)
print(f'response:{response.text}')

if response.ok and response.text.find('OK') > -1:

    captcha_id = response.text.split('|')[1]  #擷取驗證碼ID

    for i in range(10):
        
        response = requests.get(
            f'http://2captcha.com/res.php?key={api_key}&action=get&id={captcha_id}')
        print(f'response:{response.text}')

        if response.text.find('CAPCHA_NOT_READY') > -1:  #尚未辨識完成
            time.sleep(3)

        elif response.text.find('OK') > -1:
            captcha_text = response.text.split('|')[1]  #擷取辨識結果
            
            username = browser.find_element_by_id('login_id')
            password = browser.find_element_by_id('login_pswd')
            captcha = browser.find_element_by_id('captcha')
            login = browser.find_element_by_id('books_login')

            username.send_keys('你的博客來帳號')  #輸入帳號
            password.send_keys('你的博客來密碼')  #輸入密碼
            captcha.send_keys(captcha_text)  #輸入剛剛擷取的一般驗證碼辨識結果
            login.click()  #點擊登入按鈕

            break

        else:
            print('取得驗證碼發生錯誤!')
else:
    print('提交驗證碼發生錯誤!')

而其中的帳號、密碼、一般驗證碼(Normal Captcha)欄位及登入按鈕的定位方式,可以在網頁上的相應位置點擊右鍵,選擇「檢查」即可,如下圖:

python_selenium_bypass_captcha

四、小結

本文以一般驗證碼(Normal Captcha)為例,來和大家分享在開發Python動態網頁爬蟲時,如何利用2Captcha服務的API,來突破驗證碼(Captcha)的反爬蟲機制,順利登入或爬取所需的資料,如果大家在開發Python網頁爬蟲的過程中,有需要解決各種驗證碼(Captcha)的機制,可以前往2Captcha官網,參考所提供的API服務。

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  1. 不知道為什麼執行with open('captcha_login.png', 'wb') as image:會有invalid syntax的問題QQ

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Photo by Yura Fresh on Unsplash 每當朋友或家人要聚餐時,是不是總要花很長的時間尋找評價不錯的餐廳?不但要確認營業時間、消費價格及地點,還要觀看許多的美食文章才有辦法決定,這時候如果有人能夠明確提供幾間符合條件且有人氣的餐廳作為選擇,想必會省事許多。 所以筆者開發了一個美食的 LINE Bot 小作品,透過對談的方式瞭解使用者所要尋找的餐廳條件後,利用 Python 網頁爬蟲取得目前正在營業的五間最高人氣餐廳資料,回覆給使用者作為參考。 為了要讓想學習的您能夠由淺入深,瞭解其中的實作過程,所以將會分成三篇文章來進行教學。 2020/06/30 補充說明 而在進行實作前,先來看一下 LINE Bot 主要的執行架構,如下圖: 使用者透過 LINE 發送訊息時, LINE Platform 將會進行接收,並且傳遞至我們所開發的 LINE Bot 執行邏輯運算後,透過 LINE 所提供的 Messaging API 回應訊息給 LINE Platform ,最後再將訊息傳遞給使用者。 其中 Messaging API(Application Programming Interface) ,就是 LINE 官方定義的 回應訊息 標準介面,包含 Text (文字)、 Sticker (貼圖)、 Video (影片)、 Audio (聲音)及 Template (樣板)訊息等,完整的說明可以參考 LINE 的 官方文件 。 所以在我們的 LINE Bot 回應訊息時,就要依據 Messaging API 定義的規範,傳入相應的參數後, Messaging API 就會回應使用者相對的訊息類型。簡單來說,就是 LINE Platform 與 LINE Bot 的溝通橋樑。 而本文就先以最基本的使用者發送什麼訊息, LINE Bot 就回應什麼訊息為例,讓讀者體會其中的運作方式,整體架構如下圖: 在 LINE Bot 的部分,使用 Django 框架來進行建置,並且透過 Messaging API 回應 Text (文字)訊息。在下一篇文章中,將會加入 Python 網頁爬蟲,取得美食網站的資訊回應給使用者。 本文的實作步驟包含: 建立 Provider 建立 Messaging API channel 設定 LINE Bot 憑證 開發 LINE B

[Python爬蟲教學]整合Python Selenium及BeautifulSoup實現動態網頁爬蟲

Photo by LAUREN GRAY on Unsplash 相信大家都知道,取得資料後能夠進行許多的應用,像是未來的趨勢預測、機器學習或資料分析等,而有效率的取得資料則是這些應用的首要議題,網頁爬蟲則是其中的一個方法。 網頁爬蟲就是能夠取得網頁原始碼中的元素資料技術,但是,有一些網頁較為特別,像是社群平台,需先登入後才能進行資料的爬取,或是電商網站,無需登入,但是要透過滾動捲軸,才會動態載入更多的資料,而要爬取這樣類型的網頁爬蟲,就稱為動態網頁爬蟲。 該如何實作呢? 本文將使用 Python Selenium 及 BeautifulSoup套件 來示範動態網頁爬蟲的開發過程,重點包含: BeautifualSoup vs Selenium 安裝 Selenium 及 Webdriver 安裝 BeautifulSoup Selenium get() 方法 Selenium 元素定位 Selenium send_keys() 方法 Selenium execute_script 方法 BeautifulSoup find_all() 方法 BeautifulSoup getText() 方法 一、 BeautifualSoup vs Selenium BeautifulSoup套件 相信對於 開發 網頁爬蟲的人員來說,應該都有聽過,能夠解析及取得 HTML 原始碼各個標籤的元素資料,擁有非常容易上手的方法 (Method) ,但是,對於想要爬取 動態 網頁資料來說,則無法達成,因為 BeautifulSoup套件 並沒有模擬使用者操作網頁的方法 (Method) ,像是輸入帳號密碼進行登入或滾動捲軸等,來讓網頁動態載入資料,進行爬取的動作。 所以,這時候,就可以使用被設計於自動化測試的 Selenium 套件,來模擬使用者的動作,進行登入後爬取資料或滾動卷軸,並且能夠執行 JavaScript 程式碼,這些就是 Selenium 與 BeautifulSoup套件 最大不同的地方。對於開發 Python 動態爬蟲來說,就可以結合 Selenium套件 以上的特點,讓網頁動態載入資料後,再利用 BeautifulSoup套件簡潔的 方法 (Method) ,將所需的資料爬取下來。 本文就是利用這樣的概念,利用 Selenium 套件登入 Facebook 後,前往

[Python爬蟲教學]有效利用Python網頁爬蟲爬取免費的Proxy IP清單

Photo by Cytonn Photography on Unsplash 在開發網頁爬蟲的過程中,是不是會擔心被偵測或封鎖,而爬不到所需的資料呢? 有些大型網站為了保護網頁上的資料不被大量的爬取,會特別偵測像Python網頁爬蟲這種非人工的自動化請求,這時候 Python網頁爬蟲 使用相同的IP來發送請求就很容易被發現。 所以,如果有多組IP能夠讓Python網頁爬蟲在發送請求時輪流使用,就能夠大幅降低被偵測的風險。 而現在有許多網站上也有提供免費的Proxy IP,本文就以 Free Proxy List 網站為例,透過Python網頁爬蟲來蒐集上面的Proxy IP,製作我們的IP清單。實作步驟包含: