基于python+PyQt5的Google身份验证器

潇洒坤

发布于 2019-03-06 16:35:30

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发布于 2019-03-06 16:35:30

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致谢声明

1.本文学习nanhuier的博客《Python计算谷歌身份验证器的验证码》并优化其中代码。原博客链接：https://blog.csdn.net/nanhuier/article/details/77679200 2.本文学习莫水千流的博客《程序员之路：python3+PyQt5+pycharm桌面GUI开发》，成功搭建PyQt5+Pycharm的开发环境，建议读者先按照此文配置好环境。原博客链接：https://www.cnblogs.com/zhoug2020/p/9039993.html 3.本文学习maicss的github工程《PyQt5-Chinese-tutorial》 github链接：https://github.com/maicss/PyQt5-Chinese-tutorial 4.本文学习晴空行的博客《Python打包方法》，原博客链接：https://www.cnblogs.com/gopythoner/p/6337543.html

0.完整代码

读者安装PyQt5库后可以直接运行此段代码查看程序效果。安装PyQt5库命令：pip install pyqt5 本文的第1节《定义函数getGoogleCode》、第2节《定义类Ui_Form》、第3节《定义程序入口，即主函数main》是本节《完整代码》的分段讲解。

import base64, time, struct, hmac, hashlib
def getGoogleCode(secretKey):
    decoded_secretKey = base64.b32decode(secretKey, True)
    interval_number = int(time.time() // 30)
    message = struct.pack(">Q", interval_number)
    digest = hmac.new(decoded_secretKey, message, hashlib.sha1).digest()
    index = ord(chr(digest[19])) % 16
    googleCode = (struct.unpack(">I", digest[index:index+4])[0] & 0x7fffffff) % 1000000
    return "%06d" %googleCode

from PyQt5.QtGui import QFont
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QLabel, QLineEdit, QPushButton
from PyQt5.QtCore import QCoreApplication, QTimer, QRect, QMetaObject
class Ui_Form(object):
    def setupUi(self, Form):
        #Form setting
        Form.setObjectName("googleAuthenticator")
        Form.resize(450, 350)
        #lineEdit_secretKey setting
        self.lineEdit_secretKey = QLineEdit(Form)
        self.lineEdit_secretKey.setGeometry(QRect(180, 40, 190, 40))
        font = QFont()
        font.setFamily("Agency FB")
        font.setPointSize(16)
        self.lineEdit_secretKey.setFont(font)
        self.lineEdit_secretKey.setObjectName("lineEdit_secretKey")
        #label setting
        self.label = QLabel(Form)
        self.label.setGeometry(QRect(40, 40, 70, 40))
        font = QFont()
        font.setFamily("Agency FB")
        font.setPointSize(22)
        self.label.setFont(font)
        self.label.setObjectName("label")
        #label_2 setting
        self.label_2 = QLabel(Form)
        self.label_2.setGeometry(QRect(20, 100, 170, 40))
        font = QFont()
        font.setFamily("Agency FB")
        font.setPointSize(24)
        self.label_2.setFont(font)
        self.label_2.setObjectName("label_2")
        #label_googleCode setting
        self.label_googleCode = QLabel(Form)
        self.label_googleCode.setGeometry(QRect(260, 100, 140, 40))
        font = QFont()
        font.setFamily("Agency FB")
        font.setPointSize(24)
        self.label_googleCode.setFont(font)
        self.label_googleCode.setText("")
        self.label_googleCode.setObjectName("label_googleCode")
        #lable_3 setting
        self.label_3 = QLabel(Form)
        self.label_3.setGeometry(QRect(30, 160, 140, 40))
        font = QFont()
        font.setFamily("Agency FB")
        font.setPointSize(24)
        self.label_3.setFont(font)
        self.label_3.setObjectName("label_3")
        #label_validTime setting
        self.label_validTime = QLabel(Form)
        self.label_validTime.setGeometry(QRect(260, 160, 140, 40))
        font = QFont()
        font.setFamily("Agency FB")
        font.setPointSize(24)
        self.label_validTime.setFont(font)
        self.label_validTime.setText("")
        self.label_validTime.setObjectName("label_validTime")
        #pushButton setting
        self.pushButton = QPushButton(Form)
        self.pushButton.setGeometry(QRect(50, 240, 140, 50))
        font = QFont()
        font.setFamily("Agency FB")
        font.setPointSize(24)
        self.pushButton.setFont(font)
        self.pushButton.setObjectName("pushButton")
        #pushButton_2 setting
        self.pushButton_2 = QPushButton(Form)
        self.pushButton_2.setGeometry(QRect(230, 240, 140, 50))
        font = QFont()
        font.setFamily("Agency FB")
        font.setPointSize(24)
        self.pushButton_2.setFont(font)
        self.pushButton_2.setObjectName("pushButton_2")
        #other settings
        self.retranslateUi(Form)
        QMetaObject.connectSlotsByName(Form)

    def retranslateUi(self, Form):
        Form.setWindowTitle(QCoreApplication.translate("Form", "GoogleAuthenticator"))
        self.lineEdit_secretKey.setText(QCoreApplication.translate("Form", "DHNJH6Y6FZJUUB32"))
        self.label.setText(QCoreApplication.translate("Form", "密钥："))
        self.label_2.setText(QCoreApplication.translate("Form", "谷歌验证码："))
        self.label_3.setText(QCoreApplication.translate("Form", "有效时间："))
        self.pushButton.setText(QCoreApplication.translate("Form", "开始转换"))
        self.pushButton_2.setText(QCoreApplication.translate("Form", "暂停转换"))
        self.pushButton.clicked.connect(self.init_refresh)
        self.pushButton_2.clicked.connect(self.disable)

    #backstage function code
    def init_refresh(self):
        self.timer = QTimer()
        self.timer.setInterval(1000)
        self.timer.start()
        self.timer.timeout.connect(self.refresh)

    def refresh(self):
        secretKey = self.lineEdit_secretKey.text()
        googleCode = getGoogleCode(secretKey)
        self.label_googleCode.setText(googleCode)
        nowTime = time.time()
        validTime = 30 - (int(nowTime) % 30)
        self.label_validTime.setText(str(validTime) + '秒')
        self.is_disable = False

    def disable(self):
        if not self.is_disable:
            self.timer.disconnect()
            self.is_disable = True
            
from sys import argv, exit
if __name__ == "__main__":
    application = QApplication(argv)
    mainWindow = QMainWindow()
    userInterface = Ui_Form()
    userInterface.setupUi(mainWindow)
    userInterface.init_refresh()
    mainWindow.show()
    exit(application.exec_())

1.定义函数getGoogleCode

函数getGoogleCode的功能是将密钥转换为谷歌验证器的验证码。下面一段代码中：第1行是导入需要引用的库。第2行是定义函数getGoogleCode，指明此函数需要1个参数secretKey。第3行是调用base64.b32decode方法将密钥secretKey做解码，得到的结果赋值个变量decoded_secretKey。第4行是调用time.time方法得出当前时间距离1970年1月1日0时0分的秒数，此秒数除以30得出的商，赋值给变量interval_number。第5行是调用struct.pack方法将数据打包为长整型数据，赋值给变量message。本文作者也未完全理解struct.pack方法，讲解struct.pack方法的博客： 1.《Python学习——struct模块的pack、unpack示例》，链接：https://www.cnblogs.com/hushaojun/p/6489350.html 2.《python中struct.pack()函数和struct.unpack()函数》，链接：https://www.cnblogs.com/litaozijin/p/6506354.html 第6行调用hmac.new方法，方法需要3个参数，方法结果得到1个对象，此对象的digest方法的结果赋值给变量digest。第7行chr方法是将0-255范围的数字转换为字符，ord方法是将字符转换为0-255范围的数字。经过2次转换得到的结果除以16得出的余数赋值给变量index。第8行根据变量index从变量digest中取出长度为4的字符串，此字符串作为struct.unpack方法的第2个参数，struct.unpack方法得出的结果与0x7fffffff做按位取与运算，位运算的结果除以1000000的余数为谷歌验证码。第9行返回谷歌验证码googleCode，%06d表示如果数字不满6位则前面补零。第11-12行是本文作者的1个谷歌验证码做测试，运行本段代码即可查看结果。因为谷歌验证码和密钥、时间这2者相关，所以每次运行可能结果不同。读者可以使用自己谷歌验证码尝试。

import base64, time, struct, hmac, hashlib
def getGoogleCode(secretKey):
    decoded_secretKey = base64.b32decode(secretKey, True)
    interval_number = int(time.time() // 30)
    message = struct.pack(">Q", interval_number)
    digest = hmac.new(decoded_secretKey, message, hashlib.sha1).digest()
    index = ord(chr(digest[19])) % 16
    googleCode = (struct.unpack(">I", digest[index:index+4])[0] & 0x7fffffff) % 1000000
    return "%06d" %googleCode

secretKey = "DHNJH6Y6FZJUUb32"
print(getGoogleCode(secretKey))

2.定义类Ui_Form

UI是user interface的简写，中文叫做用户界面。本节中的内容主要是与PyQt5开发相关。因为类Ui_Form的代码较长，并且已经在第0节《完整代码》中给出，本节中不再复制。在类Ui_Form中共有5个方法：setupUi、retranslateUi、init_refresh、refresh、disable setupUi方法的作用是初始化用户界面，在其中定义了8个小部件的位置、字体、字大小、对象名。 retranslate中文叫做重译，retranslateUi方法的作用是设置用户界面各小部件的文本内容和按钮的连接函数。 init_refresh方法的作用是初始化刷新谷歌验证码，即开始刷新谷歌验证码。 refresh方法的作用是刷新谷歌验证码，配合init_refresh方法编写。 QTimer对象可以通过setInterval方法设置间隔，即过指定的时间调用指定的refresh方法。 disable方法的作用是停止转换，只有停止转换后才可以在密钥输入框中改变密钥的值，否则程序会报错并退出。

3.定义程序入口，即主函数main

下面一段代码中：第1行从sys库中引入argv和exit。第2行是python程序入口的标准写法。第3行调用QApplication类实例化对象，赋值给变量application，此方法需要参数argv。第4行调用QMainWindow类实例化对象，赋值给变量mainWindow。第5行调用Ui_Form类实例化对象，赋值给变量userInterface。第6行调用变量userInterface的SetupUi方法设置界面程序的界面。第7行调用变量userInterface的init_refresh方法初始化界面程序的刷新功能。第8行调用变量mainWindow的show方法，是界面程序能够显示。第9行是PyQt5程序的固定写法。

from sys import argv, exit
if __name__ == "__main__":
    application = QApplication(argv)
    mainWindow = QMainWindow()
    userInterface = Ui_Form()
    userInterface.setupUi(mainWindow)
    userInterface.init_refresh()
    mainWindow.show()
    exit(application.exec_())