Shiro学习（22）集成验证码

在做用户登录功能时，很多时候都需要验证码支持，验证码的目的是为了防止机器人模拟真实用户登录而恶意访问，如暴力破解用户密码/恶意评论等。目前也有一些验证码比较简单，通过一些OCR工具就可以解析出来；另外还有一些验证码比较复杂（一般通过如扭曲、加线条/噪点等干扰）防止OCR工具识别；但是在中国就是人多，机器干不了的可以交给人来完成，所以在中国就有很多打码平台，人工识别验证码；因此即使比较复杂的如填字、算数等类型的验证码还是能识别的。所以验证码也不是绝对可靠的，目前比较可靠还是手机验证码，但是对于用户来说相对于验证码还是比较麻烦的。

 

对于验证码图片的生成，可以自己通过如Java提供的图像API自己去生成，也可以借助如JCaptcha这种开源Java类库生成验证码图片；JCaptcha提供了常见的如扭曲、加噪点等干扰支持。本章代码基于《第十六章 综合实例》。

 

一、添加JCaptcha依赖 

Java代码  

1. <dependency>  
2.     <groupId>com.octo.captcha</groupId>  
3.     <artifactId>jcaptcha</artifactId>  
4.     <version>2.0-alpha-1</version>  
5. </dependency>  
6. <dependency>  
7.     <groupId>com.octo.captcha</groupId>  
8.     <artifactId>jcaptcha-integration-simple-servlet</artifactId>  
9.     <version>2.0-alpha-1</version>  
10.     <exclusions>  
11.         <exclusion>  
12.             <artifactId>servlet-api</artifactId>  
13.             <groupId>javax.servlet</groupId>  
14.         </exclusion>  
15.     </exclusions>  
16. </dependency>   

com.octo.captcha . jcaptcha 提供了jcaptcha 核心；而jcaptcha-integration-simple-servlet提供了与Servlet集成。

 

二、GMailEngine

来自https://code.google.com/p/musicvalley/source/browse/trunk/musicvalley/doc/springSecurity/springSecurityIII/src/main/java/com/spring/security/jcaptcha/GMailEngine.java?spec=svn447&r=447（目前无法访问了），仿照JCaptcha2.0编写类似GMail验证码的样式；具体请参考com.github.zhangkaitao.shiro.chapter22.jcaptcha.GMailEngine。

 

三、MyManageableImageCaptchaService

提供了判断仓库中是否有相应的验证码存在。 

Java代码  

1. public class MyManageableImageCaptchaService extends   
2.   DefaultManageableImageCaptchaService {   
3.     public MyManageableImageCaptchaService(  
4.       com.octo.captcha.service.captchastore.CaptchaStore captchaStore,        
5.       com.octo.captcha.engine.CaptchaEngine captchaEngine,  
6.       int minGuarantedStorageDelayInSeconds,   
7.       int maxCaptchaStoreSize,   
8.       int captchaStoreLoadBeforeGarbageCollection) {  
9.         super(captchaStore, captchaEngine, minGuarantedStorageDelayInSeconds,   
10.             maxCaptchaStoreSize, captchaStoreLoadBeforeGarbageCollection);  
11.     }  
12.     public boolean hasCapcha(String id, String userCaptchaResponse) {  
13.         return store.getCaptcha(id).validateResponse(userCaptchaResponse);  
14.     }  
15. }  

  

 

四、JCaptcha工具类

提供相应的API来验证当前请求输入的验证码是否正确。  

Java代码  

1. public class JCaptcha {  
2.     public static final MyManageableImageCaptchaService captchaService  
3.             = new MyManageableImageCaptchaService(new FastHashMapCaptchaStore(),   
4.                             new GMailEngine(), 180, 100000, 75000);  
5.     public static boolean validateResponse(  
6.         HttpServletRequest request, String userCaptchaResponse) {  
7.         if (request.getSession(false) == null) return false;  
8.         boolean validated = false;  
9.         try {  
10.             String id = request.getSession().getId();  
11.             validated =   
12.                 captchaService.validateResponseForID(id, userCaptchaResponse)  
13.                             .booleanValue();  
14.         } catch (CaptchaServiceException e) {  
15.             e.printStackTrace();  
16.         }  
17.         return validated;  
18.     }   
19.     public static boolean hasCaptcha(  
20.         HttpServletRequest request, String userCaptchaResponse) {  
21.         if (request.getSession(false) == null) return false;  
22.         boolean validated = false;  
23.         try {  
24.             String id = request.getSession().getId();  
25.             validated = captchaService.hasCapcha(id, userCaptchaResponse);  
26.         } catch (CaptchaServiceException e) {  
27.             e.printStackTrace();  
28.         }  
29.         return validated;  
30.     }  
31. }   

validateResponse()：验证当前请求输入的验证码否正确；并从CaptchaService中删除已经生成的验证码；

hasCaptcha()：验证当前请求输入的验证码是否正确；但不从CaptchaService中删除已经生成的验证码（比如Ajax验证时可以使用，防止多次生成验证码）；

 

五、JCaptchaFilter

用于生成验证码图片的过滤器。  

Java代码  

1. public class JCaptchaFilter extends OncePerRequestFilter {  
2.     protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {  
3.   
4.         response.setDateHeader("Expires", 0L);  
5.         response.setHeader("Cache-Control", "no-store, no-cache, must-revalidate");  
6.         response.addHeader("Cache-Control", "post-check=0, pre-check=0");  
7.         response.setHeader("Pragma", "no-cache");  
8.         response.setContentType("image/jpeg");  
9.         String id = request.getRequestedSessionId();  
10.         BufferedImage bi = JCaptcha.captchaService.getImageChallengeForID(id);  
11.         ServletOutputStream out = response.getOutputStream();  
12.         ImageIO.write(bi, "jpg", out);  
13.         try {  
14.             out.flush();  
15.         } finally {  
16.             out.close();  
17.         }  
18.     }  
19. }   

CaptchaService使用当前会话ID当作key获取相应的验证码图片；另外需要设置响应内容不进行浏览器端缓存。 

 

Java代码  

1. <!-- 验证码过滤器需要放到Shiro之后 因为Shiro将包装HttpSession 如果不，可能造成两次的sesison id 不一样 -->  
2. <filter>  
3.   <filter-name>JCaptchaFilter</filter-name>  
4.   <filter-class>   
5.     com.github.zhangkaitao.shiro.chapter22.jcaptcha.JCaptchaFilter  
6.   </filter-class>  
7.   </filter>  
8.   <filter-mapping>  
9.     <filter-name>JCaptchaFilter</filter-name>  
10.     <url-pattern>/jcaptcha.jpg</url-pattern>  
11. </filter-mapping>   

这样就可以在页面使用/jcaptcha.jpg地址显示验证码图片。

 

六、JCaptchaValidateFilter

用于验证码验证的Shiro过滤器。  

Java代码  

1. public class JCaptchaValidateFilter extends AccessControlFilter {  
2.     private boolean jcaptchaEbabled = true;//是否开启验证码支持  
3.     private String jcaptchaParam = "jcaptchaCode";//前台提交的验证码参数名  
4.     private String failureKeyAttribute = "shiroLoginFailure"; //验证失败后存储到的属性名  
5.     public void setJcaptchaEbabled(boolean jcaptchaEbabled) {  
6.         this.jcaptchaEbabled = jcaptchaEbabled;  
7.     }  
8.     public void setJcaptchaParam(String jcaptchaParam) {  
9.         this.jcaptchaParam = jcaptchaParam;  
10.     }  
11.     public void setFailureKeyAttribute(String failureKeyAttribute) {  
12.         this.failureKeyAttribute = failureKeyAttribute;  
13.     }  
14.     protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {  
15.         //1、设置验证码是否开启属性，页面可以根据该属性来决定是否显示验证码  
16.         request.setAttribute("jcaptchaEbabled", jcaptchaEbabled);  
17.   
18.         HttpServletRequest httpServletRequest = WebUtils.toHttp(request);  
19.         //2、判断验证码是否禁用 或不是表单提交（允许访问）  
20.         if (jcaptchaEbabled == false || !"post".equalsIgnoreCase(httpServletRequest.getMethod())) {  
21.             return true;  
22.         }  
23.         //3、此时是表单提交，验证验证码是否正确  
24.         return JCaptcha.validateResponse(httpServletRequest, httpServletRequest.getParameter(jcaptchaParam));  
25.     }  
26.     protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {  
27.         //如果验证码失败了，存储失败key属性  
28.         request.setAttribute(failureKeyAttribute, "jCaptcha.error");  
29.         return true;  
30.     }  
31. }  

 

七、MyFormAuthenticationFilter

用于验证码验证的Shiro拦截器在用于身份认证的拦截器之前运行；但是如果验证码验证拦截器失败了，就不需要进行身份认证拦截器流程了；所以需要修改下如FormAuthenticationFilter身份认证拦截器，当验证码验证失败时不再走身份认证拦截器。 

Java代码  

1. public class MyFormAuthenticationFilter extends FormAuthenticationFilter {  
2.     protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {  
3.         if(request.getAttribute(getFailureKeyAttribute()) != null) {  
4.             return true;  
5.         }  
6.         return super.onAccessDenied(request, response, mappedValue);  
7.     }  
8. }   

即如果之前已经错了，那直接跳过即可。

 

八、spring-config-shiro.xml       

Java代码  

1. <!-- 基于Form表单的身份验证过滤器 -->  
2. <bean id="authcFilter"   
3.   class="com.github.zhangkaitao.shiro.chapter22.jcaptcha.MyFormAuthenticationFilter">  
4.     <property name="usernameParam" value="username"/>  
5.     <property name="passwordParam" value="password"/>  
6.     <property name="rememberMeParam" value="rememberMe"/>  
7.     <property name="failureKeyAttribute" value="shiroLoginFailure"/>  
8. </bean>  
9. <bean id="jCaptchaValidateFilter"   
10.   class="com.github.zhangkaitao.shiro.chapter22.jcaptcha.JCaptchaValidateFilter">  
11.     <property name="jcaptchaEbabled" value="true"/>  
12.     <property name="jcaptchaParam" value="jcaptchaCode"/>  
13.     <property name="failureKeyAttribute" value="shiroLoginFailure"/>  
14. </bean>  
15. <!-- Shiro的Web过滤器 -->  
16. <bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean">  
17.     <property name="securityManager" ref="securityManager"/>  
18.     <property name="loginUrl" value="/login"/>  
19.     <property name="filters">  
20.         <util:map>  
21.             <entry key="authc" value-ref="authcFilter"/>  
22.             <entry key="sysUser" value-ref="sysUserFilter"/>  
23.             <entry key="jCaptchaValidate" value-ref="jCaptchaValidateFilter"/>  
24.         </util:map>  
25.     </property>  
26.     <property name="filterChainDefinitions">  
27.         <value>  
28.             /static/** = anon  
29.             /jcaptcha* = anon  
30.             /login = jCaptchaValidate,authc  
31.             /logout = logout  
32.             /authenticated = authc  
33.             /** = user,sysUser  
34.         </value>  
35.     </property>  
36. </bean>  

 

九、login.jsp登录页面

Java代码  

1. <c:if test="${jcaptchaEbabled}">  
2.     验证码：  
3.     <input type="text" name="jcaptchaCode">  
4. <img class="jcaptcha-btn jcaptcha-img"   
5. src="${pageContext.request.contextPath}/jcaptcha.jpg" title="点击更换验证码">  
6.     <a class="jcaptcha-btn" href="javascript:;">换一张</a>  
7.     <br/>  
8. </c:if>   

根据jcaptchaEbabled来显示验证码图片。

 

十、测试

输入http://localhost:8080/chapter22将重定向到登录页面；输入正确的用户名/密码/验证码即可成功登录，如果输入错误的验证码，将显示验证码错误页面： 

  

 

 

示例源代码：https://github.com/zhangkaitao/shiro-example

本文借鉴于：http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2046041