生成图片验证码

左手的ㄟ右手 2022-05-15 07:51 287阅读 0赞

## 问题描述 ##

在项目中遇到有人恶意拉取图片资源，无限刷资源，导致阿里图片服务器流量暴涨(钱遭不住),使得带宽一直处于上限，正常用户不能好的访问。

## 解决办法 ##

这个功能设计要点有两个：  
1.接口限流使得不能一直拉取接口获取图片地址，针对同一用户单位时间内请求不能超过N次，如果超过N次属于不正常访问，ip列入黑名单  
2.图片服务器处理，添加失效时间，访问图片时必须带个token  
3.添加图片验证码，列入黑名单用户必须验证图片验证码才可解除黑名单，这里主要说明生成图片验证码

> 其他情况验证码使用：通常我们最登录的时候，为了防止多次尝试或攻击登录接口，我们需要弄一个验证码的功能，只有输入验证码正确的情况下，我们才会去做密码校验，这样就减少了密码可能会被试出来的可能。

## 代码实现 ##

使用包：`java.awt`

生成验证码配置(CaptchaUtil工具类)

/** * 验证码工具 * * @author LiRui * @version 1.0 */
    public final class CaptchaUtil { 
    
        public static final int WIDTH = 60;
        public static final int HEIGHT = 20;
        private static final char[] MAP_TABLE = {
                '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6',
                '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
                'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z'};
    
        private CaptchaUtil() {
        }
        /** * 生成图片验证码 * * @param width 宽度 * @param height 高度 * @return */
        public static Map<String, Object> getImageCode(int width, int height) {
            Map<String, Object> returnMap = new HashMap<>(2);
            width = (width <= 0 ? WIDTH : width);
            height = (height <= 0 ? HEIGHT : height);
            BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
            // 获取图形上下文
            Graphics g = image.getGraphics();
            //生成随机类
            Random random = new Random();
            // 设定背景色
            g.setColor(getRandColor(200, 250));
            g.fillRect(0, 0, width, height);
            //设定字体
            g.setFont(new Font("Times New Roman", Font.PLAIN, 18));
            // 随机产生168条干扰线，使图象中的认证码不易被其它程序探测到
            g.setColor(getRandColor(160, 200));
            for (int i = 0; i < 168; i++) {
                int x = random.nextInt(width);
                int y = random.nextInt(height);
                int xl = random.nextInt(12);
                int yl = random.nextInt(12);
                g.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);
            }
            //取随机产生的码
            StringBuilder strEnsure = new StringBuilder();
            //4代表4位验证码,如果要生成更多位的认证码,则加大数值
            for (int i = 0; i < 4; ++i) {
                strEnsure.append(MAP_TABLE[(int) (MAP_TABLE.length * Math.random())]);
                // 将认证码显示到图象中
                g.setColor(new Color(20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110),
                        20 + random.nextInt(110)));
                // 直接生成
                String str = strEnsure.substring(i, i + 1);
                // 设置随便码在背景图图片上的位置
                g.drawString(str, 13 * i + 20, 25);
            }
            // 释放图形上下文
            g.dispose();
            String base64Img = "data:image/png;base64,";
            returnMap.put("image", base64Img + encodeToString("jpg", image));
            returnMap.put("strEnsure", strEnsure.toString());
            return returnMap;
        }
    
        /** * 给定范围获得随机颜色 */
        static Color getRandColor(int fc, int bc) {
            Random random = new Random();
            if (fc > 255) {
                fc = 255;
            }
            if (bc > 255) {
                bc = 255;
            }
            int r = fc + random.nextInt(bc - fc);
            int g = fc + random.nextInt(bc - fc);
            int b = fc + random.nextInt(bc - fc);
            return new Color(r, g, b);
        }
    
        /** * 将图片转换成base64格式进行存储 * * @param formatName 文件格式 * @param image 图片流 * @return base64字符串 */
        private static String encodeToString(String formatName, BufferedImage image) {
            String imageString = null;
            try (ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream()) {
                ImageIO.write(image, formatName, bos);
                byte[] imageBytes = bos.toByteArray();
                imageString = new String(Base64.encodeBase64(imageBytes));
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return imageString;
        }
    
    }

> 我这里直接将图片转换成base64位字符串，前端可以直接展示，这样写也可方便ajax请求使用

调用生成验证码返回

/** * 用于生成带四位数字验证码的图片 */
        @RequestMapping(value = "/captcha", method = RequestMethod.GET)
        @ResponseBody
        public HashMap<String, Object> imageCode() {
            //返回验证码和图片的map
            Map<String, Object> map = CaptchaUtil.getImageCode(86, 37);
            final ValueOperations operations = redisTemplate.opsForValue();
            //生成唯一key
            final String verifyKey = getVerifyKey();
            //设置过期时间
            operations.set(verifyKey, map.get("strEnsure"), 5, TimeUnit.MINUTES);
            //返回base64位图片字符串，唯一key（用于查找哪个验证码）
            return JsonWrapper.successWrapper("image", map.get("image"), "key", verifyKey);
        }

> 如果只是一个单体项目，可以存在session当中，如果集成了shiro，也可以放shiro的session中。  
> 而在分布式系统当中，需要考虑验证码的共享功能。  
> 1、可以存储在session中，如需要集成spring session，把session存到redis等存储中间件中session验证码共享功能。  
> 2、shiro集成了redis的，就可以存在shiro session当中实现共享。  
> 3、当然，你也可以直接把验证码存到redis等中间件中，不需要通过session，但是key就必须唯一。（当前使用）

验证验证码

/** * code验证码验证 * * @param checkCode 前端用户输入返回的验证码 * @param key 验证码唯一标识 */
        @RequestMapping(value = "/verify", method = RequestMethod.POST)
        @ResponseBody
        public HashMap<String, Object> checkCode(HttpServletRequest request,
                @RequestParam String checkCode, @RequestParam String key) {
            if (!redisTemplate.hasKey(key)) {
                return JsonWrapper.failureWrapperMsg("验证码失效,请重新获取");
            }
            final ValueOperations operations = redisTemplate.opsForValue();
            final String code = (String) operations.get(verifyKey);
            if (!code.equalsIgnoreCase(key)) {
                return JsonWrapper.failureWrapperMsg("验证码错误，请重新输入");
            }
            return JsonWrapper.successWrapper();
        }

另外吕一明老师使用了三方包实现图片验证码验证更加简洁、简单（这篇博客就是参照他的格式写的）[图片验证码的需求分析、优雅实现][Link 1]

[Link 1]: https://mp.weixin.qq.com/s/KuSQ7f5BAaEPJPlFr0Yk1A