.NET 验证码生成神器基于 SkiaSharp 的高性能方案

前言

在Web应用中，图形验证码（CAPTCHA）是防止自动化攻击的重要防线。推荐一个基于 .NET 的图形验证码模块，该模块不仅易于集成，还利用了 SkiaSharp 提供的强大性能优势。

项目介绍

项目最初发布的 v1 版本基于 ImageSharp，是一个纯托管的图像处理库，无需额外的本地依赖，非常适合快速部署到各种平台。

但是随着项目的发展和对更高性能的需求，推出了 v2 版本，该版本基于 SkiaSharp 开发。但发布到Linux时需要安装对应 NativeAssets（ImageSharp则不需要）。

项目特点

高性能：借助 SkiaSharp 的图像处理能力，验证码生成速度更快，资源消耗更低。

易集成：模块设计简洁，API 易于使用，能够快速集成到现有的 .NET 项目中。

跨平台支持：虽然在 Linux 环境下需要安装对应的 NativeAssets，但 SkiaSharp 依然提供了出色的跨平台兼容性。

项目使用

1、注册服务

cs 复制代码

// 默认使用内存存储（AddDistributedMemoryCache）
builder.Services.AddCaptcha(builder.Configuration);

// 如果使用redis分布式缓存
//builder.Services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
//{
//    options.Configuration = builder.Configuration.GetConnectionString("RedisCache");
//    options.InstanceName = "captcha:";
//});

2、配置

appsettings.json （不提供配置时，使用默认配置）

json 复制代码

{
  "ConnectionStrings": {
    // 使用Redis缓存时，需要配置此项
    // 使用格式参考 Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis
    "RedisCache": "localhost,password=Aa123456."
  },
  "CaptchaOptions": {
    "CaptchaType": 5, // 验证码类型
    "CodeLength": 4, // 验证码长度, 要放在CaptchaType设置后  当类型为算术表达式时，长度代表操作的个数, 例如2
    "ExpirySeconds": 60, // 验证码过期秒数
    "IgnoreCase": true, // 比较时是否忽略大小写
    "StoreageKeyPrefix": "", // 存储键前缀
    "ImageOption": {
      "Animation": false, // 是否启用动画
      "FontSize": 32, // 字体大小
      "Width": 100, // 验证码宽度
      "Height": 40, // 验证码高度
      "BubbleMinRadius": 5, // 气泡最小半径
      "BubbleMaxRadius": 10, // 气泡最大半径
      "BubbleCount": 3, // 气泡数量
      "BubbleThickness": 1.0, // 气泡边沿厚度
      "InterferenceLineCount": 3, // 干扰线数量
      "FontFamily": "kaiti", // 包含actionj,epilog,fresnel,headache,lexo,prefix,progbot,ransom,robot,scandal,kaiti
      "FrameDelay": 15, // 每帧延迟,Animation=true时有效, 默认30
      "BackgroundColor": "#ffffff", //  格式: rgb, rgba, rrggbb, or rrggbbaa format to match web syntax, 默认#fff
      "ForegroundColors": "", //  颜色格式同BackgroundColor,多个颜色逗号分割，随机选取。不填，空值，则使用默认颜色集
      "Quality": 100, // 图片质量（质量越高图片越大，gif调整无效可能会更大）
      "TextBold": false // 粗体，该配置2.0.3新增
    }
  }
}

配置可以通过运行Sample.Winfrom生成或直接下载Release运行。

代码配置

cs 复制代码

// 全部配置
builder.Services.AddCaptcha(builder.Configuration, option =>
{
    option.CaptchaType = CaptchaType.WORD; // 验证码类型
    option.CodeLength = 6; // 验证码长度, 要放在CaptchaType设置后.  当类型为算术表达式时，长度代表操作的个数
    option.ExpirySeconds = 30; // 验证码过期时间
    option.IgnoreCase = true; // 比较时是否忽略大小写
    option.StoreageKeyPrefix = ""; // 存储键前缀

    option.ImageOption.Animation = true; // 是否启用动画
    option.ImageOption.FrameDelay = 30; // 每帧延迟,Animation=true时有效, 默认30

    option.ImageOption.Width = 150; // 验证码宽度
    option.ImageOption.Height = 50; // 验证码高度
    option.ImageOption.BackgroundColor = SkiaSharp.SKColors.White; // 验证码背景色

    option.ImageOption.BubbleCount = 2; // 气泡数量
    option.ImageOption.BubbleMinRadius = 5; // 气泡最小半径
    option.ImageOption.BubbleMaxRadius = 15; // 气泡最大半径
    option.ImageOption.BubbleThickness = 1; // 气泡边沿厚度

    option.ImageOption.InterferenceLineCount = 2; // 干扰线数量

    option.ImageOption.FontSize = 36; // 字体大小
    option.ImageOption.FontFamily = DefaultFontFamilys.Instance.Actionj; // 字体
    
    /* 
     * 中文使用kaiti，其他字符可根据喜好设置（可能部分转字符会出现绘制不出的情况）。
     * 当验证码类型为"ARITHMETIC"时，不要使用"Ransom"字体。（运算符和等号绘制不出来）
     */

     option.ImageOption.TextBold = true;// 粗体，该配置2.0.3新增
});

3、Controller

cs 复制代码

[Route("captcha")]
[ApiController]
public class CaptchaController : Controller
{
    private readonly ICaptcha _captcha;

    public CaptchaController(ICaptcha captcha)
    {
        _captcha = captcha;
    }

    [HttpGet]
    public IActionResult Captcha(string id)
    {
        var info = _captcha.Generate(id);
        // 有多处验证码且过期时间不一样，可传第二个参数覆盖默认配置。
        //var info = _captcha.Generate(id,120);
        var stream = new MemoryStream(info.Bytes);
        return File(stream, "image/gif");
    }

    /// <summary>
    /// 演示时使用HttpGet传参方便，这里仅做返回处理
    /// </summary>
    [HttpGet("validate")]
    public bool Validate(string id, string code)
    {
        return _captcha.Validate(id, code);
    }

    /// <summary>
    /// 多次校验（https://gitee.com/pojianbing/lazy-captcha/issues/I4XHGM）
    /// 演示时使用HttpGet传参方便，这里仅做返回处理
    /// </summary>
    [HttpGet("validate2")]
    public bool Validate2(string id, string code)
    {
        return _captcha.Validate(id, code, false);
    }
}