验证码

验证码

1.应用场景

• 登录验证 ：在用户登录时，通过验证码验证用户的身份，防止自动化脚本的攻击
• 注册验证 ：在用户注册时，通过验证码验证用户的真实性，防止恶意注册
• 表单提交验证 ：在用户提交表单时，通过验证码验证用户的身份，防止自动化脚本的恶意提交

验证码的核心作用就是进行校验，那么验证码是如何生成的呢

2.验证码应该如何生成

验证码本质上是一张图片，对于图片的属性，我们很容易就想到了图片的宽高，验证过程中生成的字符，验证图片上可能会有的干扰线，对应图片的字符的颜色，字符的字体大小，对应的噪点等，根据这些属性就可以制作一个图片最为验证码

Java中用于生成验证么的类是BufferedImage,对应的api的解释为

BufferedImage 子类描述具有可访问图像数据缓冲区的 Image。BufferedImage 由图像数据的 ColorModel 和 Raster 组成。Raster 的 SampleModel 中 band 的数量和类型必须与 ColorModel 所要求的数量和类型相匹配，以表示其颜色和 alpha 分量。所有 BufferedImage 对象的左上角坐标都为 (0, 0)。因此，用来构造 BufferedImage 的任何 Raster 都必须满足：minX=0 且 minY=0。

此类依靠 Raster 的数据获取方法、数据设置方法，以及 ColorModel 的颜色特征化方法

3.如何实现生成验证码

1. 生成图像buffer
2. 获取Graphics对象
3. 设置背景色
4. 设置字体
5. 设置干扰线
6. 添加噪点
7. 绘制字符
8. 输出图片，写入到OutputStream中

package com.prettyspider.entity.dto;
​
import org.apache.el.parser.BooleanNode;
​
import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Random;
​
/**
 * @author prettyspider
 * @ClassName CreateImageCode
 * @description: TODO 创建验证码
 * @date 2024/4/12 19:43
 * @Version V1.0
 */
​
public class CreateImageCode {
    // 图片的宽度
    private int width = 160;
    // 图片的高度
    private int height = 40;
    // 验证码字符个数
    private int codeCount = 4;
    // 验证码干扰线数
    private int lineCount = 20;
    // 验证码
    private String code = null;;
    // 验证码图片buffer
    private BufferedImage buffImg = null;
    Random random = new Random();
​
    public CreateImageCode() {
        createImage();
    }
​
    public CreateImageCode(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
        createImage();
    }
​
    public CreateImageCode(int width, int height, int codeCount) {
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.codeCount = codeCount;
        createImage();
    }
​
    public CreateImageCode(int width, int height, int codeCount, int lineCount) {
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.codeCount = codeCount;
        this.lineCount = lineCount;
        createImage();
    }
​
    // 生成图片
    private void createImage() {
        int fontWidth = width / codeCount; // 字体的宽度
        int fontHeight = height - 5; // 字体的高度
        int codeY = height - 8;
​
        // 图像buffer
        buffImg = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_BGR);
        Graphics g = buffImg.getGraphics();
        // 设置背景色
        g.setColor(getRandColor(200, 250));
        g.fillRect(0, 0, width, height);
        // 设置字体
        // Font font = new Font("Fixedsys", Font.BOLD, fontHeight);
        Font font = getFont(fontHeight);
        g.setFont(font);
​
        // 设置干扰线
        for (int i = 0; i < lineCount; i++) {
            int xs = random.nextInt(width);
            int ys = random.nextInt(height);
            int xe = xs + random.nextInt(width);
            int ye = ys + random.nextInt(height);
            g.setColor(getRandColor(1, 255));
            g.drawLine(xs, ys, xe, ye);
        }
​
        // 添加噪点
        float yawpRate = 0.01f; // 噪声率
        int area = (int) (yawpRate * width * height);
        for (int i = 0; i < area; i++) {
            int x = random.nextInt(width);
            int y = random.nextInt(height);
            buffImg.setRGB(x, y, random.nextInt(255));
        }
​
        String str1 = randomStr(codeCount); // 得到随机字符
        this.code = str1;
        for (int i = 0; i < codeCount; i++) {
            String strRand = str1.substring(i, i + 1);
            g.setColor(getRandColor(1, 255));
            // g.drawString(strRand, x, yawpRate);
            g.drawString(strRand, i * fontWidth + 3, codeY);
        }
    }
​
    // 得到随机字符
    private String randomStr(int codeCount) {
        String str1 = "qwertyuioplkjhgfdsazxcvbnmQWERTYUIOPLKJHGFDSAZXCVBNM1234567890";
        String str2 = "";
        int len = str1.length() - 1;
        double r;
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            r = (Math.random()) * len;
            str2 = str2 + str1.charAt((int) r);
        }
        return str2;
    }
​
    // 得到随机颜色
    private Color getRandColor(int fc, int bc) { // 给定范围获得随机颜色
        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);
    }
​
    // 得到随机字体
    private Font getFont(int size) {
        Random random = new Random();
        Font font[] = new Font[5];
        font[0] = new Font("Ravie", Font.PLAIN, size);
        font[1] = new Font("Antique Olive Compact", Font.PLAIN, size);
        font[2] = new Font("Fixedsys", Font.PLAIN, size);
        font[3] = new Font("Wide Latin", Font.PLAIN, size);
        font[4] = new Font("Gill Sans Ultra Bold", Font.PLAIN, size);
        return font[random.nextInt(5)];
    }
​
    // 扭曲方法
    private void shear(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
        shearX(g, w1, h1, color);
        shearY(g, w1, h1, color);
    }
​
    private void shearY(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
        int period = random.nextInt();
​
        boolean borderGap = true;
        int frames = 1;
        int phase = random.nextInt();
​
        for (int i = 0; i < h1; i++) {
            double d = (double) (period >> 1) * Math.sin((double) i / (double) period + (6.2831853071795862D * (double) phase) / (double) frames);
            g.copyArea(0, i, w1, 1, (int) d, 0);
            if (borderGap) {
                g.setColor(color);
                g.drawLine((int) d, i, 0, i);
                g.drawLine((int) d + w1, i, w1, i);
            }
        }
    }
​
    public void write(OutputStream sos) throws IOException {
        ImageIO.write(buffImg, "png", sos);
        sos.close();
    }
​
    public BufferedImage getBuffImg() {
        return buffImg;
    }
​
    public String getCode() {
        return code.toLowerCase();
    }
}

测试

public static void main(String[] args) throws IOException {
    CreateImageCode imageCode = new CreateImageCode(100, 30, 5);
    // 获取输出流
    FileOutputStream sos = new FileOutputStream(new File("E:\1.png"));
    imageCode.write(sos);
}