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SpringBoot进阶教程(八十二)Spring Security图形验证码

2024-10-17 来源:个人技术集锦

在之前的博文 中,已经介绍了在Spring Security中如何基于formLogin认证、基于HttpBasic认证和自定义用户名和密码。这篇文章,我们将介绍自定义登录界面的登录验证方式。在上一篇博文 中,已经介绍了如何实现Spring Security自定义认证。

v 生成图形验证码

添加maven依赖
        <dependency>            <groupId>org.springframework.social</groupId>            <artifactId>spring-social-config</artifactId>            <version>1.1.6.RELEASE</version>        </dependency>
创建验证码对象
/** * @Author chen bo * @Date 2023/12 * @Des */@Datapublic class ImageCode {    /**     * image图片     */    private BufferedImage image;    /**     * 验证码     */    private String code;    /**     * 过期时间     */    private LocalDateTime expireTime;    public ImageCode(BufferedImage image, String code, int expireIn) {        this.image = image;        this.code = code;        this.expireTime = LocalDateTime.now().plusSeconds(expireIn);    }    /**     * 判断验证码是否已过期     * @return     */    public boolean isExpire() {        return LocalDateTime.now().isAfter(expireTime);    }}
创建ImageController

编写接口,返回图形验证码:

/** * @Author chen bo * @Date 2023/12 * @Des */@RestControllerpublic class ImageController {    public final static String SESSION_KEY_IMAGE_CODE = "SESSION_VERIFICATION_CODE";    private SessionStrategy sessionStrategy = new HttpSessionSessionStrategy();    @GetMapping("/code/image")    public void createCode(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {        ImageCode imageCode = createImageCode();        sessionStrategy.setAttribute(new ServletWebRequest(request), SESSION_KEY_IMAGE_CODE, imageCode);        ImageIO.write(imageCode.getImage(), "jpeg", response.getOutputStream());    }    private ImageCode createImageCode() {        // 验证码图片宽度        int width = 100;        // 验证码图片长度        int height = 36;        // 验证码位数        int length = 4;        // 验证码有效时间 60s        int expireIn = 60;        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);        Graphics graphics = image.getGraphics();        Random random = new Random();        graphics.setColor(getRandColor(200, 500));        graphics.fillRect(0, 0, width, height);        graphics.setFont(new Font("Times New Roman", Font.ITALIC, 20));        graphics.setColor(getRandColor(160, 200));        for (int i = 0; i < 155; i++) {            int x = random.nextInt(width);            int y = random.nextInt(height);            int xl = random.nextInt(12);            int yl = random.nextInt(12);            graphics.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);        }        StringBuilder sRand = new StringBuilder();        for (int i = 0; i < length; i++) {            String rand = String.valueOf(random.nextInt(10));            sRand.append(rand);            graphics.setColor(new Color(20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110)));            graphics.drawString(rand, 13 * i + 6, 16);        }        graphics.dispose();        return new ImageCode(image, sRand.toString(), expireIn);    }    private Color getRandColor(int fc, int bc) {        Random random = new Random();        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);    }}

org.springframework.social.connect.web.HttpSessionSessionStrategy对象封装了一些处理Session的方法,包含了setAttribute、getAttribute和removeAttribute方法,具体可以查看该类的源码。使用sessionStrategy将生成的验证码对象存储到Session中,并通过IO流将生成的图片输出到登录页面上。

v 改造登录页面

添加验证码控件

在上一篇博文 中的"重写form登录页",已经创建了login.html,在login.html中添加如下代码:

        <span style="display: inline">            <input type="text" name="请输入验证码" placeholder="验证码" required="required"/>            <img src="/code/image"/>        </span>

img标签的src属性对应ImageController的createImageCode方法。

v 认证流程添加验证码效验

定义异常类

在校验验证码的过程中,可能会抛出各种验证码类型的异常,比如“验证码错误”、“验证码已过期”等,所以我们定义一个验证码类型的异常类:

/** * @Author chen bo * @Date 2023/12 * @Des */public class ValidateCodeException extends AuthenticationException {    private static final long serialVersionUID = 1715361291615299823L;    public ValidateCodeException(String explanation) {        super(explanation);    }}

注意:这里继承的是AuthenticationException而不是Exception。

创建验证码的校验过滤器

Spring Security实际上是由许多过滤器组成的过滤器链,处理用户登录逻辑的过滤器为UsernamePasswordAuthenticationFilter,而验证码校验过程应该是在这个过滤器之前的,即只有验证码校验通过后才去校验用户名和密码。由于Spring Security并没有直接提供验证码校验相关的过滤器接口,所以我们需要自己定义一个验证码校验的过滤器ValidateCodeFilter:

/** * @Author chen bo * @Date 2023/12 * @Des */@Componentpublic class ValidateCodeFilter extends OncePerRequestFilter {    @Autowired    private MyAuthenticationFailureHandler myAuthenticationFailureHandler;    private SessionStrategy sessionStrategy = new HttpSessionSessionStrategy();    @Override    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {        if ("/login".equalsIgnoreCase(httpServletRequest.getRequestURI())                && "post".equalsIgnoreCase(httpServletRequest.getMethod())) {            try {                validateCode(new ServletWebRequest(httpServletRequest));            } catch (ValidateCodeException e) {                myAuthenticationFailureHandler.onAuthenticationFailure(httpServletRequest, httpServletResponse, e);                return;            }        }        filterChain.doFilter(httpServletRequest, httpServletResponse);    }    private void validateCode(ServletWebRequest servletWebRequest) throws ServletRequestBindingException, ValidateCodeException {        ImageCode codeInSession = (ImageCode) sessionStrategy.getAttribute(servletWebRequest, ImageController.SESSION_KEY_IMAGE_CODE);        String codeInRequest = ServletRequestUtils.getStringParameter(servletWebRequest.getRequest(), "imageCode");        if (StringUtils.isEmpty(codeInRequest)) {            throw new ValidateCodeException("验证码不能为空!");        }        if (codeInSession == null) {            throw new ValidateCodeException("验证码不存在!");        }        if (codeInSession.isExpire()) {            sessionStrategy.removeAttribute(servletWebRequest, ImageController.SESSION_KEY_IMAGE_CODE);            throw new ValidateCodeException("验证码已过期!");        }        if (!codeInRequest.equalsIgnoreCase(codeInSession.getCode())) {            throw new ValidateCodeException("验证码不正确!");        }        sessionStrategy.removeAttribute(servletWebRequest, ImageController.SESSION_KEY_IMAGE_CODE);    }}

ValidateCodeFilter继承了org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter,该过滤器只会执行一次。ValidateCodeFilter继承了 org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter ,该过滤器只会执行一次。

doFilterInternal 方法中我们判断了请求URL是否为 /login ,该路径对应登录form表单的action路径,请求的方法是否为POST,是的话进行验证码校验逻辑,否则直接执行 filterChain.doFilter 让代码往下走。当在验证码校验的过程中捕获到异常时,调用Spring Security的校验失败处理器AuthenticationFailureHandler进行处理。

我们分别从Session中获取了ImageCode对象和请求参数imageCode(对应登录页面的验证码input框name属性),然后进行了各种判断并抛出相应的异常。当验证码过期或者验证码校验通过时,我们便可以删除Session中的ImageCode属性了。

v 更新配置类

验证码校验过滤器定义好了,怎么才能将其添加到UsernamePasswordAuthenticationFilter前面呢?很简单,只需要在BrowserSecurityConfig的configure方法中添加些许配置即可,顺便配置验证码请求不配拦截: "/code/image"。

/** * @Author chen bo * @Date 2023/12 * @Des */@Configurationpublic class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {    @Override    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {        http.addFilterBefore(new ValidateCodeFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class) //添加验证码效验过滤器                .formLogin() // 表单登录                .loginPage("/login.html")       // 登录跳转url//                .loginPage("/authentication/require")                .loginProcessingUrl("/login")   // 处理表单登录url//                .successHandler(authenticationSuccessHandler)                .failureHandler(new MyAuthenticationFailureHandler())                .and()                .authorizeRequests()            // 授权配置                .antMatchers("/login.html", "/css/**", "/authentication/require", "/code/image").permitAll()  // 无需认证                .anyRequest()                   // 所有请求                .authenticated()                // 都需要认证                .and().csrf().disable();    }    @Bean    public PasswordEncoder passwordEncoder() {        return new BCryptPasswordEncoder();    }}

上面代码中,我们注入了ValidateCodeFilter,然后通过addFilterBefore方法将ValidateCodeFilter验证码校验过滤器添加到了UsernamePasswordAuthenticationFilter前面。

v 运行效果图

其他参考/学习资料:

v 源码地址


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