滑动验证码的设计与理解

在介绍之前，首先一个概念明确一个共识：没有攻不破的网站，只有值不值得。

这意思是说，我们可以尽可能的提高自己网站的安全，但并没有绝对的安全，当网站安全级别大于攻击者能得到的回报时，你的网站就是安全的。

所以百度搜到的很多验证码都已经结合了人工智能分析用户行为，很厉害。但这里只介绍我的小网站是怎么设计的。

大概逻辑：当需要验证码时，前端发送ajax向后台请求相关数据发送回前端，由前端生成（与后端生成图片，然后传送图片到前端的做法相比安全性要差很多。但也是可以预防的，后端可以对此Session进行请求记录，如果在一定时间内恶意多次请求，可以进行封禁ip等对策），验证完成后，后台再对传回的数据进行校验。

效果图：

1|0js类的设计：

1.定义一个验证码父类，因为目前只有这一个验证类型，倘若以后再要扩展其他验证类型呢。那么它们之间肯定有很多公共之处（如：验证成功、失败的回调，获取验证码的类型，获取验证结果等），所以这些共同点可以提炼出来，下面是我目前的父类样子：

 /**
 * 验证码的父类，所有验证码都要继承这个类
 * @param id 验证码的唯一标识
 * @param type 验证码的类型
 * @param contentDiv 包含着验证码的DIV
 * @constructor
 */
 var Identifying = function (id,type,contentDiv){
  this.id = id;
  this.type = type;
  this.contentDiv=contentDiv;
 }
 /**
 * 销毁函数
 */
 Identifying.prototype.destroy = function(){
  this.successFunc = null;
  this.errorFunc = null;
  this.clearDom();
  this.contentDiv = null;
 }
 /**
 * 清除节点内容
 */
 Identifying.prototype.clearDom = function(){
  if(this.contentDiv instanceof jQuery){
   this.contentDiv.empty();
  }else if(this.contentDiv instanceof HTMLElement){
   this.contentDiv.innerText = "";
  }
 }
 /**
 * 回调函数
 * 验证成功后进行调用
 * this需要指具体验证类
 * @param result 对象，有对应验证类的传递的参数，具体要看验证类
 */
 Identifying.prototype.success = function (result) {
  if(this.successFunc instanceof Function){
   this.successFunc(result);
  }
 }
 /**
 * 验证失败发生错误调用的函数
 * @param result
 */
 Identifying.prototype.error = function (result) {
  if(this.errorFunc instanceof Function){
   this.errorFunc(result);
  }else{
   //统一处理错误
  }
 }
 /**
 * 获取验证码id
 */
 Identifying.prototype.getId = function () {
  return this.id;
 }
 /**
 * 获取验证码类型
 * @returns {*}
 */
 Identifying.prototype.getType = function () {
  return this.type;
 }
 /**
 * 显示验证框
 */
 Identifying.prototype.showIdentifying = function(callback){
  this.contentDiv.show(null,callback);
 }
 /**
 * 隐藏验证框
 */
 Identifying.prototype.hiddenIdentifying = function(callback){
  this.contentDiv.hide(null,callback);
 }
 /**
 * 获得验证码显示的dom元素
 */
 Identifying.prototype.getContentDiv = function () {
  return this.contentDiv;
 }

然后，滑动验证码类继承此父类（js继承会单独写篇文章），滑动验证码类如下：

 /**
 * 滑动验证类
 * complete传递的参数为identifyingId，identifyingType，moveEnd_X
 * @param config 各种配置
 */
 var ImgIdentifying = function(config) {
  Identifying.call(this, config.identifyingId, config.identifyingType,config.el);
  this.config = config;
  this.init();
  this.showIdentifying();
 }
 //继承父类
 extendClass(Identifying, ImgIdentifying);
 /**
 * 销毁函数
 */
 ImgIdentifying.prototype.destroy = function () {
  Identifying.prototype.destroy.call(this);
 }
 var width = '260';
 var height = '116';
 var pl_size = 48;
 var padding_ = 20;
 ImgIdentifying.prototype.init = function () {
  this.clearDom();
  var el = this.getContentDiv();
  var w = width;
  var h = height;
  var PL_Size = pl_size;
  var padding = padding_;
  var self = this;
  //这个要转移到后台
  function RandomNum(Min, Max) {
   var Range = Max - Min;
   var Rand = Math.random();
   if (Math.round(Rand * Range) == 0) {
    return Min + 1;
   } else if (Math.round(Rand * Max) == Max) {
    return Max - 1;
   } else {
    var num = Min + Math.round(Rand * Range) - 1;
    return num;
   }
  }
  //确定图片
  var imgSrc = this.config.img;
  var X = this.config.X;
  var Y = this.config.Y;
  var left_Num = -X + 10;
  var html = '<div style="position:relative;padding:16px 16px 28px;border:1px solid #ddd;background:#f2ece1;border-radius:16px;">';
  html += '<div style="position:relative;overflow:hidden;width:' + w + 'px;">';
  html += '<div style="position:relative;width:' + w + 'px;height:' + h + 'px;">';
  html += '<img id="scream" src="' + imgSrc + '" style="width:' + w + 'px;height:' + h + 'px;">';
  html += '<canvas id="puzzleBox" width="' + w + '" height="' + h + '" style="position:absolute;left:0;top:0;z-index:222;"></canvas>';
  html += '</div>';
  html += '<div class="puzzle-lost-box" style="position:absolute;width:' + w + 'px;height:' + h + 'px;top:0;left:' + left_Num + 'px;z-index:11111;">';
  html += '<canvas id="puzzleShadow" width="' + w + '" height="' + h + '" style="position:absolute;left:0;top:0;z-index:222;"></canvas>';
  html += '<canvas id="puzzleLost" width="' + w + '" height="' + h + '" style="position:absolute;left:0;top:0;z-index:333;"></canvas>';
  html += '</div>';
  html += '<p class="ver-tips"></p>';
  html += '</div>';
  html += '<div class="re-btn"><a></a></div>';
  html += '</div>';
  html += '<br>';
  html += '<div style="position:relative;width:' + w + 'px;margin:auto;">';
  html += '<div style="border:1px solid #c3c3c3;border-radius:24px;background:#ece4dd;box-shadow:0 1px 1px rgba(12,10,10,0.2) inset;">';//inset 为内阴影
  html += '<p style="font-size:12px;color: #486c80;line-height:28px;margin:0;text-align:right;padding-right:22px;">按住左边滑块，拖动完成上方拼图</p>';
  html += '</div>';
  html += '<div class="slider-btn"></div>';
  html += '</div>';
  el.html(html);
  var d = PL_Size / 3;
  var c = document.getElementById("puzzleBox");
  //getContext获取该dom节点的canvas画布元素
  //---------------------------------这一块是图片中央缺失的那一块--------------------------------------
  var ctx = c.getContext("2d");
  ctx.globalCompositeOperation = "xor";
  //设置阴影模糊级别
  ctx.shadowBlur = 10;
  //设置阴影的颜色
  ctx.shadowColor = "#fff";
  //设置阴影距离的水平距离
  ctx.shadowOffsetX = 3;
  //设置阴影距离的垂直距离
  ctx.shadowOffsetY = 3;
  //rgba第四个参数是透明度，前三个是三原色，跟rgb比就是多了第四个参数
  ctx.fillStyle = "rgba(0,0,0,0.8)";
  //beginPath() 方法开始一条路径，或重置当前的路径。
  //提示：请使用这些方法来创建路径：moveTo()、lineTo()、quadricCurveTo()、bezierCurveTo()、arcTo() 以及 arc()。
  ctx.beginPath();
  //指线条的宽度
  ctx.lineWidth = "1";
  //strokeStyle 属性设置或返回用于笔触的颜色、渐变或模式
  ctx.strokeStyle = "rgba(0,0,0,0)";
  //表示画笔移到(X,Y)位置，没画东西
  ctx.moveTo(X, Y);
  //画笔才开始移动到指定坐标，之间画一条直线
  ctx.lineTo(X + d, Y);
  //绘制一条贝塞尔曲线，一共四个点确定，开始点(没在参数里)，和两个控制点(1和2参数结合,3和4参数结合)，结束点(5和6参数结合)
  ctx.bezierCurveTo(X + d, Y - d, X + 2 * d, Y - d, X + 2 * d, Y);
  ctx.lineTo(X + 3 * d, Y);
  ctx.lineTo(X + 3 * d, Y + d);
  ctx.bezierCurveTo(X + 2 * d, Y + d, X + 2 * d, Y + 2 * d, X + 3 * d, Y + 2 * d);
  ctx.lineTo(X + 3 * d, Y + 3 * d);
  ctx.lineTo(X, Y + 3 * d);
  //必须和beginPath()成对出现
  ctx.closePath();
  //进行绘制
  ctx.stroke();
  //根据fillStyle进行填充
  ctx.fill();
  //---------------------------------这个为要移动的块------------------------------------------------
  var c_l = document.getElementById("puzzleLost");
  //---------------------------------这个为要移动的块增加阴影------------------------------------------------
  var c_s = document.getElementById("puzzleShadow");
  var ctx_l = c_l.getContext("2d");
  var ctx_s = c_s.getContext("2d");
  var img = new Image();
  img.src = imgSrc;
  img.onload = function () {
   //从原图片，进行设置处理再显示出来(其实就是设置你想显示图片的位置2和3参数，和框w高h)
   ctx_l.drawImage(img, 0, 0, w, h);
  }
  ctx_l.beginPath();
  ctx_l.strokeStyle = "rgba(0,0,0,0)";
  ctx_l.moveTo(X, Y);
  ctx_l.lineTo(X + d, Y);
  ctx_l.bezierCurveTo(X + d, Y - d, X + 2 * d, Y - d, X + 2 * d, Y);
  ctx_l.lineTo(X + 3 * d, Y);
  ctx_l.lineTo(X + 3 * d, Y + d);
  ctx_l.bezierCurveTo(X + 2 * d, Y + d, X + 2 * d, Y + 2 * d, X + 3 * d, Y + 2 * d);
  ctx_l.lineTo(X + 3 * d, Y + 3 * d);
  ctx_l.lineTo(X, Y + 3 * d);
  ctx_l.closePath();
  ctx_l.stroke();
  //带阴影，数字越高阴影越严重
  ctx_l.shadowBlur = 10;
  //阴影的颜色
  ctx_l.shadowColor = "black";
  // ctx_l.fill(); 其实加这句就能有阴影效果了，不知道为什么加多个图层
  //分割画布的块
  ctx_l.clip();
  ctx_s.beginPath();
  ctx_s.lineWidth = "1";
  ctx_s.strokeStyle = "rgba(0,0,0,0)";
  ctx_s.moveTo(X, Y);
  ctx_s.lineTo(X + d, Y);
  ctx_s.bezierCurveTo(X + d, Y - d, X + 2 * d, Y - d, X + 2 * d, Y);
  ctx_s.lineTo(X + 3 * d, Y);
  ctx_s.lineTo(X + 3 * d, Y + d);
  ctx_s.bezierCurveTo(X + 2 * d, Y + d, X + 2 * d, Y + 2 * d, X + 3 * d, Y + 2 * d);
  ctx_s.lineTo(X + 3 * d, Y + 3 * d);
  ctx_s.lineTo(X, Y + 3 * d);
  ctx_s.closePath();
  ctx_s.stroke();
  ctx_s.shadowBlur = 20;
  ctx_s.shadowColor = "black";
  ctx_s.fill();
  //开始时间
  var beginTime;
  //结束时间
  var endTime;
  var moveStart = '';
  $(".slider-btn").mousedown(function (e) {
   $(this).css({"background-position": "0 -216px"});
   moveStart = e.pageX;
   beginTime = new Date().valueOf();
  });
  onmousemove = function (e) {
   var e = e || window.event;
   var moveX = e.pageX;
   var d = moveX - moveStart;
   if (moveStart == '') {
   } else {
    if (d < 0 || d > (w - padding - PL_Size)) {
    } else {
     $(".slider-btn").css({"left": d + 'px', "transition": "inherit"});
     $("#puzzleLost").css({"left": d + 'px', "transition": "inherit"});
     $("#puzzleShadow").css({"left": d + 'px', "transition": "inherit"});
    }
   }
  };
  onmouseup = function (e) {
   var e = e || window.event;
   var moveEnd_X = e.pageX - moveStart;
   var ver_Num = X - 10;
   var deviation = self.config.deviation;
   var Min_left = ver_Num - deviation;
   var Max_left = ver_Num + deviation;
   if (moveStart == '') {
   } else {
    endTime = new Date().valueOf();
    if (Max_left > moveEnd_X && moveEnd_X > Min_left) {
     $(".ver-tips").html('<i style="background-position:-4px -1207px;"></i><span style="color:#42ca6b;">验证通过</span><span></span>');
     $(".ver-tips").addClass("slider-tips");
     $(".puzzle-lost-box").addClass("hidden");
     $("#puzzleBox").addClass("hidden");
     setTimeout(function () {
      $(".ver-tips").removeClass("slider-tips");
     }, 2000);
     self.success({
      'identifyingId': self.config.identifyingId, 'identifyingType': self.config.identifyingType,
      'moveEnd_X': moveEnd_X
     })
    } else {
     $(".ver-tips").html('<i style="background-position:-4px -1229px;"></i><span style="color:red;">验证失败:</span><span style="margin-left:4px;">拖动滑块将悬浮图像正确拼合</span>');
     $(".ver-tips").addClass("slider-tips");
     setTimeout(function () {
      $(".ver-tips").removeClass("slider-tips");
     }, 2000);
     self.error();
    }
   }
   //0.5指动画执行到结束一共经历的时间
   setTimeout(function () {
    $(".slider-btn").css({"left": '0', "transition": "left 0.5s"});
    $("#puzzleLost").css({"left": '0', "transition": "left 0.5s"});
    $("#puzzleShadow").css({"left": '0', "transition": "left 0.5s"});
   }, 1000);
   $(".slider-btn").css({"background-position": "0 -84px"});
   moveStart = '';
   $(".re-btn a").on("click", function () {
    Access.getAccess().initIdentifying($('#acessIdentifyingContent'));
   })
  }
 }
 /**
 * 获取该类型验证码的一些参数
 */
 ImgIdentifying.getParamMap = function () {
  var min_X = padding_ + pl_size;
  var max_X = width - padding_ - pl_size - pl_size / 6;
  var max_Y = padding_;
  var min_Y = height - padding_ - pl_size - pl_size / 6;
  var paramMap = new Map();
  paramMap.set("min_X", min_X);
  paramMap.set("max_X", max_X);
  paramMap.set("min_Y", min_Y);
  paramMap.set("max_Y", max_Y);
  return paramMap;
 }
 /**
 * 设置验证成功的回调函数
 * @param success
 */
 ImgIdentifying.prototype.setSuccess = function (successFunc) {
  this.successFunc = successFunc;
 }
 /**
 * 设置验证失败的回调函数
 * @param success
 */
 ImgIdentifying.prototype.setError = function (errorFunc) {
  this.errorFunc = errorFunc;
 }

其中init的方法，大家就可以抄啦，验证码是这里生成的（感谢网上一些热心网友提供的Mod，在此基础上改的）。

2|0后端的设计：

首先要有一个验证码的接口，将一些常量和共同的方法抽象到接口中（接口最重要的作用就是行为的统一，意思是我如果知道这个是验证码，那么必定就会有验证的方法，不管它是滑动验证，图形验证等，然后就可以放心的调用验证方法去获取验证结果，下面过滤器设计就可以立马看到这作用。具体java接口的说明会单独写篇文章），接口如下：

 /**
 * 验证码类的接口，所有验证码必须继承此接口
 */
 public interface I_Identifying<T> {
  String EXCEPTION_CODE = SystemStaticValue.IDENTIFYING_EXCEPTION_CODE;
  String IDENTIFYING = "Identifying";
  //--------------以下为验证码大体错误类型，抛出错误时候用，会传至前端---------------
  //验证成功
  String SUCCESS = "Success";
  //验证失败
  String FAILURE = "Failure";
  //验证码过期
  String OVERDUE = "Overdue";
  //-------以下为验证码具体错误类型，存放在checkResult-------------
  String PARAM_ERROR = "验证码参数错误";
  String OVERDUE_ERROR = "验证码过期";
  String TYPE_ERROR = "验证码业务类型错误";
  String ID_ERROR = "验证码id异常";
  String CHECK_ERROR = "验证码验证异常";
  /**
  * 获取生成好的验证码
  * @param request
  * @return
  */
  public T getInstance(HttpServletRequest request) throws Exception;
  /**
  * 进行验证，没抛异常说明验证无误
  * @return
  */
  public void checkIdentifying(HttpServletRequest request) throws Exception;
  /**
  * 获取验证结果，如果成功则为success，失败则为失败信息
  * @return
  */
  public String getCheckResult();
  /**
  * 获取验证码的业务类型
  * @return
  */
  public String getIdentifyingType();
 }

然后，设计一个具体的滑动验证类去实现这个接口，这里只贴参数：

 /**
 * @author NiceBin
 * @description: 验证码类，前端需要生成验证码的信息
 * @date 2019/7/12 16:04
 */
 public class ImgIdentifying implements I_Identifying<ImgIdentifying>,Serializable {
  //此次验证码的id
  private String identifyingId;
  //此次验证码的业务类型
  private String identifyingType;
  //需要使用的图片
  private String imgSrc;
  //生成块的x坐标
  private int X;
  //生成块的y坐标
  private int Y;
  //允许的误差
  private int deviation = 2;
  //验证码生成的时间
  private Calendar calendar;
  //验证码结果，如果有结果说明已经被校验，防止因为网络延时的二次校验
  private String checkResult;

  //下面是逻辑代码...
 }

上面每个变量都是一种校验手段，如calendar可以检验验证码是否过期，identifyingType检验此验证码是否是对应的业务等。每多想一点，别人破解就多费劲一点。

后端验证码的验证是不需要具体的类去调用的，而是被一个过滤器统一过滤，才过滤器注册的时候，将需要进行验证的路径写进去即可，过滤器代码如下：

r NiceBin
 * @description: 验证码过滤器，帮忙验证有需要验证码的请求，不帮忙生成验证码
 * @date 2019/7/23 15:06
 */
 @Component
 public class IdentifyingInterceptor implements HandlerInterceptor {
  @Override
  public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
   HttpSession session = request.getSession();
   I_Identifying identifying= (I_Identifying)session.getAttribute(I_Identifying.IDENTIFYING);
   if(identifying!=null){
    identifying.checkIdentifying(request);
   }else {
    //应该携带验证码信息的，结果没有携带，那就是个非法请求
    return false;
   }
   return true;
  }
  @Override
  public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
  }
  @Override
  public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
  }
 }

可以看到接口的用处了，之前在用户申请验证码时，验证码类是放到用户session中的，所以这里直接取出调用checkIdentifying即可，不需要关系它到底是滑动验证码，还是图片验证码什么的。

总结

以上所述是小编给大家介绍的滑动验证码的设计与理解，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我们网站的支持！
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