前言

為了防止世界被破壞，為了守護世界的和平。。。說錯了，重來~

為了防止驗證系統被暴力破解，很多系統都增加了驗證碼效驗，比較常見的就是圖片二維碼，業內比較安全的是短信驗證碼，當然還有一些拼圖驗證碼，加入人工智能的二維碼等等，我們今天的主題就是前后端分離的圖片二維碼登錄方案。

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前后端未分離的驗證碼登錄方案

傳統的項目大都是基于session交互的，前后端都在一個項目里面，比如傳統的SSH項目或者一些JSP系統，當前端頁面觸發到獲取驗證碼請求，可以將驗證碼里面的信息存在上下文中，所以登錄的時候只需要 用戶名、密碼、驗證碼即可。

驗證碼生成流程如下

登錄驗證流程如下

可以發現，整個登錄流程還是依賴session上下文的，并且由后端調整頁面。

基于 Spring Cloud Alibaba + Gateway + Nacos + RocketMQ + Vue & Element 實現的后臺管理系統 + 用戶小程序，支持 RBAC 動態權限、多租戶、數據權限、工作流、三方登錄、支付、短信、商城等功能

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前后端分離的驗證碼登錄方案

隨著系統和業務的不停升級，前后端代碼放在一起的項目越來越臃腫，已經無法快速迭代和職責區分了，于是紛紛投入了前后端分離的懷抱，發現代碼和職責分離以后，開發效率越來越高了，功能迭代還越來越快，但是以前的驗證碼登錄方案就要更改了。

驗證碼生成流程如下

對比原來的方案，增加了redis中間件，不再是存在session里面了，但是后面怎么區分這個驗證碼是這個請求生成的呢？所以我們加入了唯一標識符來區分

登錄驗證流程如下

可以發現，基于前后端分離的分布式項目登錄方案對比原來，加了一個redis中間件和token返回，不再依賴上下文session，并且頁面調整也是由后端換到了前端

動手擼輪子

基于驗證碼的輪子還是挺多的，本文就以Kaptcha這個項目為例，通過springboot項目集成Kaptcha來實現驗證碼生成和登錄方案。

Kaptcha介紹

Kaptcha是一個基于SimpleCaptcha的驗證碼開源項目

我找的這個輪子是基于SimpleCaptcha二次封裝的，maven依賴如下

<dependency>
<groupId>com.github.pengglegroupId>
<artifactId>kaptchaartifactId>
<version>2.3.2version>
dependency>

新建項目并加入依賴

依賴主要有 SpringBoot、Kaptcha、Redis

pom.xml

<projectxmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0modelVersion>

<groupId>com.lzpgroupId>
<artifactId>kaptchaartifactId>
<version>1.0-SNAPSHOTversion>

<parent>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parentartifactId>
<version>2.3.0.RELEASEversion>
<relativePath/>
parent>

<dependencies>

<dependency>
<groupId>com.github.pengglegroupId>
<artifactId>kaptchaartifactId>
<version>2.3.2version>
dependency>

<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
dependency>


<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redisartifactId>
dependency>


<dependency>
<groupId>org.apache.commonsgroupId>
<artifactId>commons-pool2artifactId>
dependency>

<dependency>
<groupId>com.alibabagroupId>
<artifactId>fastjsonartifactId>
<version>1.2.3version>
dependency>

<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.coregroupId>
<artifactId>jackson-databindartifactId>
dependency>

dependencies>


<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-maven-pluginartifactId>
plugin>
plugins>
build>

project>

Redis配置類RedisConfig

@Configuration
publicclassRedisConfig{

@Bean
publicRedisTemplateredisTemplate(LettuceConnectionFactoryredisConnectionFactory){
RedisTemplateredisTemplate=newRedisTemplate();
redisTemplate.setKeySerializer(newStringRedisSerializer());
redisTemplate.setValueSerializer(newGenericJackson2JsonRedisSerializer());
redisTemplate.setHashKeySerializer(newStringRedisSerializer());
redisTemplate.setHashValueSerializer(newGenericJackson2JsonRedisSerializer());
redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
returnredisTemplate;
}

}

驗證碼配置類KaptchaConfig

@Configuration
publicclassKaptchaConfig{
@Bean
publicDefaultKaptchaproducer(){

DefaultKaptchadefaultKaptcha=newDefaultKaptcha();
Propertiesproperties=newProperties();
properties.setProperty("kaptcha.border","no");
properties.setProperty("kaptcha.border.color","105,179,90");
properties.setProperty("kaptcha.textproducer.font.color","black");
properties.setProperty("kaptcha.image.width","110");
properties.setProperty("kaptcha.image.height","40");
properties.setProperty("kaptcha.textproducer.char.string","23456789abcdefghkmnpqrstuvwxyzABCDEFGHKMNPRSTUVWXYZ");
properties.setProperty("kaptcha.textproducer.font.size","30");
properties.setProperty("kaptcha.textproducer.char.space","3");
properties.setProperty("kaptcha.session.key","code");
properties.setProperty("kaptcha.textproducer.char.length","4");
properties.setProperty("kaptcha.textproducer.font.names","宋體,楷體,微軟雅黑");
//properties.setProperty("kaptcha.obscurificator.impl","com.xxx");可以重寫實現類
properties.setProperty("kaptcha.noise.impl","com.google.code.kaptcha.impl.NoNoise");
Configconfig=newConfig(properties);
defaultKaptcha.setConfig(config);

returndefaultKaptcha;
}

驗證碼控制層CaptchaController

為了方便代碼寫一塊了，講究看

packagecom.lzp.kaptcha.controller;

importcom.google.code.kaptcha.impl.DefaultKaptcha;
importcom.lzp.kaptcha.service.CaptchaService;
importcom.lzp.kaptcha.vo.CaptchaVO;
importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
importorg.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
importorg.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RestController;
importsun.misc.BASE64Encoder;

importjavax.imageio.ImageIO;
importjava.awt.image.BufferedImage;
importjava.io.ByteArrayOutputStream;
importjava.io.IOException;

@RestController
@RequestMapping("/captcha")
publicclassCaptchaController{

@Autowired
privateDefaultKaptchaproducer;

@Autowired
privateCaptchaServicecaptchaService;

@ResponseBody
@GetMapping("/get")
publicCaptchaVOgetCaptcha()throwsIOException{

//生成文字驗證碼
Stringcontent=producer.createText();
//生成圖片驗證碼
ByteArrayOutputStreamoutputStream=null;
BufferedImageimage=producer.createImage(content);

outputStream=newByteArrayOutputStream();
ImageIO.write(image,"jpg",outputStream);
//對字節數組Base64編碼
BASE64Encoderencoder=newBASE64Encoder();

Stringstr="data:image/jpeg;base64,";
Stringbase64Img=str+encoder.encode(outputStream.toByteArray()).replace("
","").replace("
","");

CaptchaVOcaptchaVO=captchaService.cacheCaptcha(content);
captchaVO.setBase64Img(base64Img);

returncaptchaVO;
}

}

驗證碼返回對象CaptchaVO

packagecom.lzp.kaptcha.vo;

publicclassCaptchaVO{
/**
*驗證碼標識符
*/
privateStringcaptchaKey;
/**
*驗證碼過期時間
*/
privateLongexpire;
/**
*base64字符串
*/
privateStringbase64Img;

publicStringgetCaptchaKey(){
returncaptchaKey;
}

publicvoidsetCaptchaKey(StringcaptchaKey){
this.captchaKey=captchaKey;
}

publicLonggetExpire(){
returnexpire;
}

publicvoidsetExpire(Longexpire){
this.expire=expire;
}

publicStringgetBase64Img(){
returnbase64Img;
}

publicvoidsetBase64Img(Stringbase64Img){
this.base64Img=base64Img;
}
}

Redis封裝類 RedisUtils

網上隨意找的，類里面注明來源，將就用，代碼較多就不貼了，文末有代碼獲取

驗證碼方法層CaptchaService

packagecom.lzp.kaptcha.service;

importcom.lzp.kaptcha.utils.RedisUtils;
importcom.lzp.kaptcha.vo.CaptchaVO;
importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
importorg.springframework.beans.factory.annotation.Value;
importorg.springframework.stereotype.Service;

importjava.util.UUID;

@Service
publicclassCaptchaService{

@Value("${server.session.timeout:300}")
privateLongtimeout;

@Autowired
privateRedisUtilsredisUtils;


privatefinalStringCAPTCHA_KEY="captcha";

publicCaptchaVOcacheCaptcha(Stringcaptcha){
//生成一個隨機標識符
StringcaptchaKey=UUID.randomUUID().toString();

//緩存驗證碼并設置過期時間
redisUtils.set(CAPTCHA_KEY.concat(captchaKey),captcha,timeout);

CaptchaVOcaptchaVO=newCaptchaVO();
captchaVO.setCaptchaKey(captchaKey);
captchaVO.setExpire(timeout);

returncaptchaVO;
}

}

用戶登錄對象封裝LoginDTO

packagecom.lzp.kaptcha.dto;

publicclassLoginDTO{

privateStringuserName;

privateStringpwd;

privateStringcaptchaKey;

privateStringcaptcha;

publicStringgetUserName(){
returnuserName;
}

publicvoidsetUserName(StringuserName){
this.userName=userName;
}

publicStringgetPwd(){
returnpwd;
}

publicvoidsetPwd(Stringpwd){
this.pwd=pwd;
}

publicStringgetCaptchaKey(){
returncaptchaKey;
}

publicvoidsetCaptchaKey(StringcaptchaKey){
this.captchaKey=captchaKey;
}

publicStringgetCaptcha(){
returncaptcha;
}

publicvoidsetCaptcha(Stringcaptcha){
this.captcha=captcha;
}
}

登錄控制層UserController

這塊我寫邏輯代碼了，相信大家都看的懂

packagecom.lzp.kaptcha.controller;

importcom.lzp.kaptcha.dto.LoginDTO;
importcom.lzp.kaptcha.utils.RedisUtils;
importcom.lzp.kaptcha.vo.UserVO;
importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
importorg.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/user")
publicclassUserController{

@Autowired
privateRedisUtilsredisUtils;

@PostMapping("/login")
publicUserVOlogin(@RequestBodyLoginDTOloginDTO){
Objectcaptch=redisUtils.get(loginDTO.getCaptchaKey());
if(captch==null){
//throw驗證碼已過期
}
if(!loginDTO.getCaptcha().equals(captch)){
//throw驗證碼錯誤
}
//查詢用戶信息

//判斷用戶是否存在不存在拋出用戶名密碼錯誤

//判斷密碼是否正確，不正確拋出用戶名密碼錯誤

//構造返回到前端的用戶對象并封裝信息和生成token

returnnewUserVO();
}
}

驗證碼獲取和查看