在做使用者登入功能時，很多時候都需要驗證碼支援，驗證碼的目的是為了防止機器人模擬真實使用者登入而惡意訪問，如暴力破解使用者密碼/惡意評論等。目前也有一些驗證碼比較簡單，通過一些OCR工具就可以解析出來；另外還有一些驗證碼比較複雜（一般通過如扭曲、加線條/噪點等干擾）防止OCR工具識別；但是在中國就是人多，機器幹不了的可以交給人來完成，所以在中國就有很多打碼平臺，人工識別驗證碼；因此即使比較複雜的如填字、算數等型別的驗證碼還是能識別的。所以驗證碼也不是絕對可靠的，目前比較可靠還是手機驗證碼，但是對於使用者來說相對於驗證碼還是比較麻煩的。

對於驗證碼圖片的生成，可以自己通過如Java提供的影象API自己去生成，也可以藉助如JCaptcha這種開源Java類庫生成驗證碼圖片；JCaptcha提供了常見的如扭曲、加噪點等干擾支援。本章程式碼基於《第十六章 綜合例項》。

一、新增JCaptcha依賴 

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提供了與Servlet整合。

二、GMailEngine

三、MyManageableImageCaptchaService

提供了判斷倉庫中是否有相應的驗證碼存在。 

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工具類

提供相應的API來驗證當前請求輸入的驗證碼是否正確。  

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()：驗證當前請求輸入的驗證碼否正確；並從CaptchaService中刪除已經生成的驗證碼；

hasCaptcha()：驗證當前請求輸入的驗證碼是否正確；但不從CaptchaService中刪除已經生成的驗證碼（比如Ajax驗證時可以使用，防止多次生成驗證碼）；

五、JCaptchaFilter

用於生成驗證碼圖片的過濾器。  

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

CaptchaService使用當前會話ID當作key獲取相應的驗證碼圖片；另外需要設定響應內容不進行瀏覽器端快取。 

1. <!-- 驗證碼過濾器需要放到Shiro之後 因為Shiro將包裝HttpSession 如果不，可能造成兩次的sesison id 不一樣 -->  
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>   

這樣就可以在頁面使用/jcaptcha.jpg地址顯示驗證碼圖片。

六、JCaptchaValidateFilter

用於驗證碼驗證的Shiro過濾器。  

1. public class JCaptchaValidateFilter extends AccessControlFilter {  
2.     private boolean jcaptchaEbabled = true;//是否開啟驗證碼支援  
3.     private String jcaptchaParam = "jcaptchaCode";//前臺提交的驗證碼引數名  
4.     private String failureKeyAttribute = "shiroLoginFailure"; //驗證失敗後儲存到的屬性名  
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、設定驗證碼是否開啟屬性，頁面可以根據該屬性來決定是否顯示驗證碼  
16.         request.setAttribute("jcaptchaEbabled", jcaptchaEbabled);  
17.         HttpServletRequest httpServletRequest = WebUtils.toHttp(request);  
18.         //2、判斷驗證碼是否禁用 或不是表單提交（允許訪問）  
19.         if (jcaptchaEbabled == false || !"post".equalsIgnoreCase(httpServletRequest.getMethod())) {  
20.             return true;  
21.         }  
22.         //3、此時是表單提交，驗證驗證碼是否正確  
23.         return JCaptcha.validateResponse(httpServletRequest, httpServletRequest.getParameter(jcaptchaParam));  
24.     }  
25.     protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {  
26.         //如果驗證碼失敗了，儲存失敗key屬性  
27.         request.setAttribute(failureKeyAttribute, "jCaptcha.error");  
28.         return true;  
29.     }  
30. }  

七、MyFormAuthenticationFilter

用於驗證碼驗證的Shiro攔截器在用於身份認證的攔截器之前執行；但是如果驗證碼驗證攔截器失敗了，就不需要進行身份認證攔截器流程了；所以需要修改下如FormAuthenticationFilter身份認證攔截器，當驗證碼驗證失敗時不再走身份認證攔截器。 

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. }   

即如果之前已經錯了，那直接跳過即可。

八、spring-config-shiro.xml       

1. <!-- 基於Form表單的身份驗證過濾器 -->  
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過濾器 -->  
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登入頁面

1. <c:if test="${jcaptchaEbabled}">  
2.     驗證碼：  
3.     <input type="text" name="jcaptchaCode">  
4. <img class="jcaptcha-btn jcaptcha-img"   
5. src="${pageContext.request.contextPath}/jcaptcha.jpg" title="點選更換驗證碼">  
6.     <a class="jcaptcha-btn" href="javascript:;">換一張</a>  
7.     <br/>  
8. </c:if>   

根據jcaptchaEbabled來顯示驗證碼圖片。

十、測試

輸入http://localhost:8080/chapter22將重定向到登入頁面；輸入正確的使用者名稱/密碼/驗證碼即可成功登入，如果輸入錯誤的驗證碼，將顯示驗證碼錯誤頁面：