12306抢票脚本原理：HTTP协议级购票链路解析

简介：这是一份面向Python初学者与自动化需求用户的12306火车票自动抢购脚本资源，聚焦节日期间（如中秋、国庆、春节）返乡购票难痛点，提供轻量级电脑端自动化解决方案。资源压缩包为RAR格式，共8个文件，含4个XML配置/工程元数据文件（支撑PyCharm项目结构）、1个Python主程序文件（12306.py，实现登录、余票查询、座位选择与提交核心逻辑）、1个.gitignore版本控制配置及辅助文件（.name、.iml），整体仅6KB，简洁易部署。已有2170人学习下载，说明其在实际场景中具备较高参考价值与可复现性。用户可直接运行Python脚本完成基础抢票流程，同时通过工程化目录结构（.idea系列文件）快速导入IDE调试，结合XML配置理解项目组织方式，适合想动手实践Web自动化、熟悉Selenium或requests模拟登录的入门者拓展实战能力。

1. 12306自动抢票脚本：不是玄学，是可复现的请求调度工程

去年春运前夜，某开发者在实验室调试一个 Python 脚本，凌晨4:58提交购票请求，4:59:03返回“下单成功”——没用任何浏览器自动化工具，纯 requests + 手动维护 Cookie + 时间戳对齐策略。这不是段子，而是当前主流 12306 抢票脚本的真实能力边界：它不破解验证码、不绕过风控、不模拟人眼点击，而是把「登录态维持」「余票轮询节奏」「订单预提交链路」三件事做到毫秒级可控。适合两类人：一是想理解铁路订票系统对外暴露接口真实调用逻辑的后端/测试工程师；二是需要高频次、多车次、多席别批量查询并人工决策下单的通勤族或差旅管理员。它不是开箱即用的“抢票神器”，而是一份可审计、可打断、可单步验证的 HTTP 协议交互手册——你改一行参数，就能看到对应接口返回码怎么变；你注释掉一个 header，立刻触发 403；你错配一个 timestamp，余票接口直接返回空数组。这才是真正能跑通、能 debug、能二次封装进自己系统的脚本。

2. 技术栈与架构设计：为什么不用 Selenium，而选 requests + 手动加签？

2.1 核心依赖与版本约束：requests 是基石，但远不够

这个脚本的最小可行依赖只有三个：

pip install requests==2.31.0 # 必须锁定 2.31.x，高版本默认启用 HTTP/2 会触发 12306 某些接口的 Connection reset pip install PyExecJS==1.5.1 # 用于执行前端 JS 加密逻辑（如密码 RSA 加密、时间戳混淆） pip install Pillow==10.0.1 # 验证码识别基础（仅 OCR 预处理，不带模型）

提示：不要装selenium或playwright。12306 登录页的滑块验证已下线多年，当前所有校验逻辑（包括图片验证码）均通过纯 HTTP 接口完成。引入浏览器自动化只会放大网络延迟、增加内存占用、掩盖真实请求失败原因——当你看到 Chrome 启动又崩溃时，你根本不知道是 Cookie 过期了，还是 Referer 写错了。

2.2 整体请求生命周期：从 login_init 到 submit_order_request 的七步链路

整个购票流程不是“点一下就买”，而是七个强顺序、强状态依赖的 HTTP 请求，缺一不可。我把它画成一张状态机图（文字版）：

这七步里，第6步是最大分水岭：initDc返回的globalRepeatSubmitToken是一次性令牌，5分钟失效；key_check_isChange是加密校验串，每次查询余票后都会变。漏掉任一环节，第7步必然返回{"status":false,"messages":[],"data":{"submitStatus":false}}——这是新手最常卡死的地方。

2.3 加密模块拆解：PyExecJS 执行前端 JS 的真实代价

12306 密码不是明文 POST，而是用 RSA 公钥加密。公钥从/otn/HttpSecurity/GetPublicKey接口动态获取，格式如下：

{ "modulus": "B9F1C2D3...", "exponent": "10001" }

脚本中实际调用方式是：

# utils/crypto.py def rsa_encrypt(password: str, modulus: str, exponent: str) -> str: js_code = f""" function encrypt() {{ var rsa = new RSAKey(); rsa.setPublic("{modulus}", "{exponent}"); return rsa.encrypt("{password}"); }} encrypt(); """ return execjs.compile(js_code).call('encrypt')

注意：execjs默认使用Node.js运行时。如果你没装 Node，会 fallback 到PyV8（已废弃）或报错。必须提前验证：node -v输出 v16+，且npm install jsbn成功。否则rsa_encrypt会静默返回None，导致第4步永远 401。

2.4 验证码处理：不训练模型，只做确定性预处理

脚本不集成深度学习模型，而是用 Pillow 做三步确定性处理：

1. 灰度化 + 二值化：阈值设为 128，过滤背景噪点
2. 横向投影切分：统计每列像素和，找到字符间隙（连续 3 列和 < 10 则为分割点）
3. 模板匹配比对：内置 0–9、a–z 共 36 个 20×30 像素黑白模板，计算汉明距离，取最小值

关键代码段：

# utils/captcha.py def split_char_columns(img: Image) -> List[Image]: gray = img.convert('L') binary = gray.point(lambda x: 255 if x > 128 else 0, '1') hist = [sum(binary.getpixel((x, y)) for y in range(binary.height)) for x in range(binary.width)] # 找分割点：连续3列像素和都 < 10 splits = [0] for i in range(1, len(hist)-2): if hist[i] < 10 and hist[i+1] < 10 and hist[i+2] < 10: splits.append(i) splits.append(binary.width) chars = [] for i in range(len(splits)-1): box = (splits[i], 0, splits[i+1], binary.height) char_img = binary.crop(box).resize((20, 30), Image.Resampling.LANCZOS) chars.append(char_img) return chars

这段代码在实测中对 12306 当前验证码（4位字母数字组合）识别率约 68%，足够支撑人工复核——你运行脚本后，会弹出captcha.jpg，旁边打印请输入图片中4位字符：，输错三次才退出。不追求全自动，是为了把失败控制在“人可干预”的粒度。

3. 目录结构与核心文件职责：每个 .py 文件解决一个明确问题

3.1 项目根目录结构（共 8 个文件，无嵌套）

12306-auto-buy/ ├── config.py # 全局配置：账号、出发站/到达站编码、乘车日期、席别列表 ├── main.py # 入口：按顺序调用 login → query → submit 流程 ├── login.py # 封装登录全流程（含验证码识别、RSA 加密、token 提取） ├── query.py # 余票查询：支持多车次并发、结果过滤（按席别/出发时间） ├── submit.py # 下单三连发：checkOrderInfo → getQueueCount → confirmSingleForQueue ├── utils/ │ ├── crypto.py # RSA 加密、时间戳生成（含 12306 特殊 time() * 1000 + random(0,999)） │ ├── captcha.py # 验证码下载、切分、模板匹配 │ └── station.py # 站点名→电码映射表（JSON 格式，含哈希校验） ├── stations.json # 由 12306 官方 /otn/resources/js/station_name.js 解析生成 └── requirements.txt

提示：stations.json不是手动维护的。脚本首次运行时会自动请求https://kyfw.12306.cn/otn/resources/js/station_name.js，正则提取var station_names='@bjb|北京北|VAP|beijingbei|bjb|0';...字符串，解析为{ "北京北": "VAP", "上海虹桥": "AOH", ... }并存盘。后续直接读取，避免每次启动都请求。

3.2 config.py：配置即契约，改错一个字段就全链路失败

这是唯一需要你手动编辑的文件。内容精简到 12 行，但每一行都是硬约束：

# config.py USERNAME = "13800138000" # 11位手机号，非邮箱 PASSWORD = "your_plain_password" # 明文，由 crypto.py 自动加密 FROM_STATION = "上海" # 中文名，自动查 stations.json → "SHH" TO_STATION = "北京" # 同上 → "BJP" TRAIN_DATE = "2024-02-08" # 格式必须为 YYYY-MM-DD，且 ≥ 当前日期+1 SEAT_TYPES = ["O", "M", "A9"] # O=二等座, M=一等座, A9=商务座；顺序即优先级 TRAINS = ["G101", "G103", "G105"] # 空列表表示查全部，否则只查指定车次 QUERY_INTERVAL = 3.0 # 余票查询间隔（秒），低于 2.5 秒大概率触发风控 AUTO_SUBMIT = False # True=自动提交，False=查到票后暂停，等你确认 RETRY_TIMES = 3 # 单个接口失败重试次数，超过则跳过该步骤 LOG_LEVEL = "INFO" # DEBUG 可看完整请求头/响应体

关键细节：

• SEAT_TYPES是列表而非字符串，因为 12306 接口要求seatTypes=O,M,A9，脚本内部用",".join(SEAT_TYPES)拼接；
• QUERY_INTERVAL必须 ≥ 2.5，实测 2.0 时queryZ接口返回{"status":false,"messages":["网络繁忙"],"data":{}}；
• AUTO_SUBMIT=False是默认值，强烈建议保持此值——第7步一旦提交，30分钟内无法取消，且扣款立即发生。

3.3 login.py：登录不是一步，而是四次请求+一次人工输入

login.py的主函数do_login()实际执行以下动作：

1. GET/otn/login/init→ 提取window.login_site和隐藏 input 的randCode值
2. GET/otn/passcodeNew/getPassCodeNew?module=login&rand=sjrand&t=xxx→ 下载图片并保存
3. 人工输入验证码 → POST/otn/passcodeNew/checkRandCodeAnsyn→ 校验成功返回{"result_message":"验证码校验成功","result_code":"1"}
4. POST/otn/login/loginAysnSuggest→ 提交loginUserDTO.user_name（手机号）、userDTO.password（RSA 加密后）、randCode（步骤3返回的 token）

其中第4步的请求体是标准application/x-www-form-urlencoded，但必须带以下 headers：

headers = { "Referer": "https://kyfw.12306.cn/otn/login/init", "Origin": "https://kyfw.12306.cn", "User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36" }

漏掉Referer或Origin，第4步直接 403；User-Agent太短（如"curl/7.8"）会被拒绝。

3.4 query.py：并发查询不是加速，而是规避单点超时

query.py的query_tickets()函数默认开启 3 个线程并发查不同车次：

def query_tickets(train_no: str) -> Optional[Dict]: url = f"https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/queryZ?leftTicketDTO.train_date={TRAIN_DATE}&leftTicketDTO.from_station={FROM_CODE}&leftTicketDTO.to_station={TO_CODE}&purpose_codes=ADULT" try: resp = session.get(url, timeout=5) # timeout 必须 ≤ 5，否则线程卡死 data = resp.json() if data.get("status") and data.get("data", {}).get("result"): return parse_ticket_result(data["data"]["result"]) except Exception as e: logger.warning(f"Query {train_no} failed: {e}") return None

这里的关键是timeout=5：12306 余票接口平均响应 1.2 秒，但偶发达到 4.8 秒。设为 5 秒可捕获异常并重试，设为 10 秒会导致整个线程池阻塞。并发数设为 3 是血泪经验——设为 5 时，session复用混乱，部分请求丢失 Cookie；设为 1 则单点故障导致全程中断。

4. 运行与调试：从第一次运行到稳定下单的完整路径

4.1 首次运行：四步走，缺一不可

1. 安装依赖并验证 Node.js

   pip install -r requirements.txt node -v # 必须输出 v16.0.0 或更高 npm install jsbn # 在项目根目录执行

2. 编辑 config.py
   修改USERNAME、PASSWORD、FROM_STATION、TO_STATION、TRAIN_DATE。注意：FROM_STATION和TO_STATION必须是stations.json中存在的中文站名（如“上海虹桥”不能写成“上海南”）。

3. 首次运行，生成 stations.json

   python main.py

   脚本会自动请求 12306 站点接口，解析并保存stations.json。若失败，检查网络是否能访问https://kyfw.12306.cn（无任何代理/拦截）。

4. 手动过验证码，完成登录
   运行后弹出captcha.jpg，终端提示请输入图片中4位字符：。输错三次会退出，此时删掉cookies.txt重来。

提示：cookies.txt是脚本自动维护的登录态文件。只要它存在且未过期（约 12 小时），后续运行无需再输验证码。不要手动删除它，除非登录失效。

4.2 日志调试：看懂 INFO 和 DEBUG 级别的真正含义

脚本日志分三级：

• INFO：关键节点（如“登录成功”、“查到 G101 有二等座”、“开始提交订单”）
• WARNING：可恢复异常（如“余票接口超时，重试第1次”、“验证码识别失败，等待人工输入”）
• DEBUG：完整请求 URL、Headers、Form Data、Response Body（含敏感字段如key_check_isChange）

开启 DEBUG 的方法：
在config.py中设LOG_LEVEL = "DEBUG"，然后运行：

python main.py 2>&1 | grep -E "(DEBUG|POST|GET|key_check)"

你会看到类似输出：

DEBUG:root:POST https://kyfw.12306.cn/otn/confirmPassenger/checkOrderInfo DEBUG:root:Form: {'cancel_flag': '2', 'bed_level_order_num': '000000000000000000000000000000', 'passengerTicketStr': 'O,0,1,张三,1,123456789012345678,X,1,N', 'oldPassengerStr': '张三,1,123456789012345678,1_'} DEBUG:root:Response: {"validateMessagesShowId":"{'errorCode':null,'errorMsg':null,'isSuccess':true,'data':{'submitStatus':true}}"}

重点看passengerTicketStr是否包含正确姓名、证件号、席别（O=二等座）；oldPassengerStr末尾的1_表示成人票。如果这里错了，第7步必失败。

4.3 余票查询结果解析：result字段的 18 个逗号分隔值

queryZ接口返回的data.result是一个字符串数组，每项用|分隔，共 18 个字段。脚本只关心前 10 个：

脚本中解析逻辑：

# query.py def parse_ticket_result(results: List[str]) -> List[Dict]: tickets = [] for r in results: parts = r.split('|') if len(parts) < 10: continue ticket = { "train_no": parts[1], "from_time": parts[4], "to_time": parts[5], "duration": parts[6], "business": parts[7], "first": parts[8], "second": parts[9], } # 按 config.SEAT_TYPES 顺序检查是否有票 for seat in config.SEAT_TYPES: if seat == "O" and ticket["second"] == "有": ticket["seat_type"] = "O" tickets.append(ticket) break elif seat == "M" and ticket["first"] == "有": ticket["seat_type"] = "M" tickets.append(ticket) break elif seat == "A9" and ticket["business"] == "有": ticket["seat_type"] = "A9" tickets.append(ticket) break return tickets

4.4 下单三连发：为什么必须按顺序、带特定参数？

submit.py的submit_order()函数执行严格三步：

第一步：checkOrderInfo
POST/otn/confirmPassenger/checkOrderInfo
Form Data 必须包含：

• cancel_flag=2（固定）
• bed_level_order_num=000000000000000000000000000000（固定 32 个 0）
• passengerTicketStr=O,0,1,张三,1,123456789012345678,X,1,N（席别,票种,座位号,姓名,证件类型,证件号,车厢号,座位号,是否保险）
• oldPassengerStr=张三,1,123456789012345678,1_（姓名,证件类型,证件号,票种_）

第二步：getQueueCount
POST/otn/confirmPassenger/getQueueCount
URL 参数必须带：

• train_date=2024-02-08（同查询日期）
• train_no=6c0000G1010F00（注意：前面有6c0000前缀，从queryZ结果第2位取）
• station_train_code=G101
• seat_type=O
• from_station_telecode=SHH
• to_station_telecode=BJP
• leftTicket=xxxxxx（从queryZ结果第0位取）

第三步：confirmSingleForQueue
POST/otn/confirmPassenger/confirmSingleForQueue
Form Data 必须包含：

• passengerTicketStr（同第一步）
• oldPassengerStr（同第一步）
• randCode=（空字符串，但必须传）
• purpose_codes=00（固定）
• key_check_isChange=xxxxxxxx（从initDc返回）
• leftTicketStr=xxxxxx（同第二步的leftTicket）
• train_location=xxx（从initDc返回的 hidden input）

注意：三步之间不能插入其他请求，且必须在initDc返回的globalRepeatSubmitToken有效期内（5分钟）。脚本用time.time()记录起始时间，每步耗时超过 40 秒则主动放弃。

5. 常见问题排查：那些让你怀疑人生的 5 个错误码

5.1 现象：{"status":false,"messages":["网络繁忙"],"data":{}}

原因：余票查询频率过高（QUERY_INTERVAL < 2.5）或同一 IP 短时间内请求过多（> 20 次/分钟）
解决：

• 立即修改config.py中QUERY_INTERVAL = 3.0
• 删除cookies.txt，重启脚本重新登录（新 Cookie 绑定新 IP）
• 若仍失败，加time.sleep(10)在query_tickets()循环开头，强制降频

5.2 现象：{"result_message":"验证码校验失败","result_code":"-1"}

原因：验证码识别错误，或checkRandCodeAnsyn请求中rand参数与图片下载时的rand不一致
解决：

• 检查captcha.py中split_char_columns()是否因 Pillow 版本差异导致切分错位（v10.0.1 已修复）
• 手动打开captcha.jpg，确认是否为 4 位清晰字符；若模糊，删掉图片重试
• 查看 DEBUG 日志，确认checkRandCodeAnsyn的 URL 中rand值与getPassCodeNew的rand一致

5.3 现象：{"status":false,"messages":[],"data":{"submitStatus":false}}（出现在 checkOrderInfo）

原因：passengerTicketStr格式错误，最常见是证件号长度不对（身份证必须 18 位，末位 X 必须大写）或oldPassengerStr末尾缺少_
解决：

• 在DEBUG日志中复制passengerTicketStr，用在线工具验证格式：[席别],[票种],[座位号],[姓名],[证件类型],[证件号],[车厢号],[座位号],[是否保险]
• 证件类型1=二代身份证，2=港澳居民来往内地通行证，3=台湾居民来往大陆通行证，4=外国人永久居留身份证
• oldPassengerStr必须为[姓名],[证件类型],[证件号],[票种]_，末尾_不可少

5.4 现象：requests.exceptions.ConnectionError: ('Connection aborted.', RemoteDisconnected('Remote end closed connection without response'))

原因：requests版本过高（>2.31.0），HTTP/2 协议不被 12306 后端兼容
解决：

• 执行pip install requests==2.31.0 --force-reinstall
• 验证：python -c "import requests; print(requests.__version__)"输出2.31.0
• 删除~/.cache/pip目录，防止 pip 缓存旧包

5.5 现象：PyExecJS.RuntimeUnavailableError: Could not find an available runtime

原因：系统未安装 Node.js，或PATH未包含 Node 可执行路径
解决：

• Windows：下载 Node.js 官网安装包（v16.20.2 LTS），勾选 “Add to PATH”
• macOS：brew install node@16 && brew link --force node@16
• Linux：curl -fsSL https://deb.nodesource.com/setup_lts.x | sudo -E bash - && sudo apt-get install -y nodejs
• 验证：终端输入node -v和which node，确保路径被execjs识别

6. 二次开发实战：如何把脚本改造成你的专属订票服务

6.1 改造目标一：接入企业微信/钉钉机器人，实时推送余票

你不需要改核心逻辑，只需在query.py的parse_ticket_result()返回非空列表后，加一段 Webhook 调用：

# query.py import requests import json def send_alert(ticket: Dict): webhook_url = "https://qyapi.weixin.qq.com/cgi-bin/webhook/send?key=xxx" # 企业微信 payload = { "msgtype": "text", "text": { "content": f"【抢票提醒】{ticket['train_no']} {ticket['from_time']}->{ticket['to_time']} 有{ticket['seat_type']}！\n链接：https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/init" } } requests.post(webhook_url, json=payload, timeout=5) # 在 parse_ticket_result() 返回后调用 if tickets: for t in tickets: send_alert(t) logger.info(f"Alert sent for {t['train_no']}")

注意：企业微信机器人需在管理后台创建，获取key；钉钉类似，但 JSON 结构不同。不要把 key 硬编码进 config.py，应从环境变量读取：os.getenv("WECHAT_WEBHOOK")

6.2 改造目标二：支持多乘客、多日期批量查询

原脚本只支持单乘客单日期。扩展思路是：把config.py中的USERNAME、PASSWORD改为列表，TRAIN_DATE改为日期范围：

# config.py 新增 PASSENGERS = [ {"name": "张三", "id_card": "110101199003072712", "seat_type": "O"}, {"name": "李四", "id_card": "110101199003072721", "seat_type": "M"}, ] DATE_RANGE = ["2024-02-08", "2024-02-09", "2024-02-10"]

然后在submit.py中重构passengerTicketStr生成逻辑：

# submit.py def build_passenger_str(passenger: Dict) -> str: seat_map = {"O": "O", "M": "M", "A9": "A9"} id_type = "1" if len(passenger["id_card"]) == 18 else "2" return f"{seat_map[passenger['seat_type']]},0,1,{passenger['name']},{id_type},{passenger['id_card']},X,1,N" def build_old_passenger_str(passenger: Dict) -> str: id_type = "1" if len(passenger["id_card"]) == 18 else "2" return f"{passenger['name']},{id_type},{passenger['id_card']},1_" # 生成多乘客字符串（用 & 连接） passenger_strs = "&".join([build_passenger_str(p) for p in config.PASSENGERS]) old_passenger_strs = "_".join([build_old_passenger_str(p) for p in config.PASSENGERS]) + "_"

这样就能一次提交多人订单。关键点：passengerTicketStr是&连接，oldPassengerStr是_连接，且末尾必须有_

6.3 改造目标三：对接内部排班系统，自动填充出发/到达站

假设你公司有排班表 CSV，字段为date,employee_id,from_city,to_city。你可以写一个schedule_loader.py：

# schedule_loader.py import csv import datetime def load_tomorrow_schedule() -> List[Dict]: tomorrow = (datetime.date.today() + datetime.timedelta(days=1)).strftime("%Y-%m-%d") with open("schedule.csv") as f: reader = csv.DictReader(f) return [r for r in reader if r["date"] == tomorrow] # 在 main.py 开头调用 if __name__ == "__main__": schedules = load_tomorrow_schedule() if schedules: config.FROM_STATION = schedules[0]["from_city"] config.TO_STATION = schedules[0]["to_city"] config.TRAIN_DATE = schedules[0]["date"]

这样脚本每天自动读取排班，无需人工改配置。真正的生产级改造，从来不是堆功能，而是让配置从外部系统注入。

从那以后我每次上线新脚本，都强制走一遍pip install -r requirements.txt --force-reinstall+node -v+python -c "import execjs; print(execjs.get().name)"三连检。不是 paranoid，是 12306 的接口就像黑匣子——你永远不知道哪天它会因为一个 header 大小写变化就拒收请求。希望帮到你。

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