图文详解应用登录验证码的多种实现方案

2019-11-29 08:41:52来源:博客园 阅读 ()

容器云强势上线!快速搭建集群,上万Linux镜像随意使用

图文详解应用登录验证码的多种实现方案

file

在本号的一系列Spring Security文章中,先后介绍了各种登录验证及授权中的知识点,如:spring-security简介并与shiro对比、 formLogin模式登录认证、动态数据登录验证与权限分配、账户多次登录失败锁定、RememberMe记住我功能,等等文章。笔者觉得以上的这些实际上都很简单,我们没有涉及到分布式应用。本节将以分布式的应用背景,讲解验证码实现的多种方式。本小节先从理论的角度为大家讲解,具体实现笔者还会再写。

  • session存储验证码,不适用于分布式应用
  • 共享session存储验证码,适用于分布式应用
  • 基于对称算法的验证码,适用于分布式应用

一、验证码的组成部分

验证码实际上和谜语有点像,分为谜面和谜底。谜面通常是图片,谜底通常为文字。谜面用于展现,谜底用于校验。

  • 对于字符型验证码。比如:谜面是显示字符串"ABGH"的图片,谜底是字符串"ABGH"
  • 对于计算类验证码。比如:谜面是“1+1=”的图片,谜底是“2”
  • 对于拖拽类的验证码。比如:谜面是一个拖拽式的拼图,谜底是拼图位置的坐标

总之,不管什么形式的谜面,最后用户的输入内容要和谜底进行验证。

二、session存储验证码

图中蓝色为服务端、澄粉色为客户端。

file

这是一种最典型的验证码实现方式,实现方式也比较简单。

  • 应用服务端随机的生成验证码文字
  • 将验证码文字存到session里面
  • 根据验证码文字生成验证码图片,响应给客户端
  • 检查用户输入的内容与验证码谜底是否一致

这种实现方式的优点就是比较简单,缺点就是:因为一套应用部署一个session,当我们把应用部署多套如:A、B、C,他们各自有一个session并且不共享。导致的结果就是验证码和图片由A生成,但是验证请求发送到了B,这样就不可能验证通过。

三、共享session存储验证码

在第二小节讲到的问题,实际上不是验证码的问题,而是如何保证session唯一性或共享性的问题。主要的解决方案有两种:

file

  • 通常我们实现负载均衡应用的前端都是使用nginx或者haproxy,二者都可以配置负载均衡策略。其中一种策略就是:你的客户端ip上一次请求的是A应用,你的下一次请求还转发给A应用。这样就保证了session的唯一性。但是这种方式有可能会导致A、B、C应用其中一个或两个分配了大量的请求,而另外一个处理很少的请求,导致负载并不均衡。
  • 另外一种非常通用的方式就是将分布式应用的session统一管理,也就是说原来A、B、C各自的session都存在自己的内存中,现在更改为统一存储到一个地方,大家一起用。这样就实现了session的唯一和共享,是实现分布式应用session管理的有效途径。在Spring框架内,最成熟的解决方案就是spring session + redis 。可自行参考实现。

四、基于对称算法的验证码

可能出于主机资源的考虑,可能出于系统架构的考量,有些应用是无状态的。

  • 什么是无状态应用:就是不保存用户状态的应用。
  • 什么是用户状态:比如当你登陆之后,在session中保存的用户的名称、组织等等信息。
  • 所以可以简单的理解,无状态应用就是无session应用。当然这并不完全准确。

那么对于这些无状态的应用,我们就无法使用session,或者换个说法从团队开发规范上就不让使用session。那么我们的验证码该怎么做?

file

  • 同样,首先要生成随机的验证码(谜底),但是不做任何存储操作
  • 将谜底(验证码文字)加上时间串、应用信息等组成一个字符串进行加密。必须是对称加密,也就是说可以解密的加密算法。
  • 生成验证码图片,并与加密后的密文,通过cookies一并返回给客户端。
  • 当用户输入验证码提交登录之后,服务端解密cookies中的密文(主要是验证码文字),与用户的输入进行验证比对。

这种做法的缺陷是显而易见的:实际上就是将验证码文字在客户端服务端之间走了一遍。虽然是加密后的验证码文字,但是有加密就必须有解密,否则无法验证。所以更为稳妥的做法是为每一个用户生成密钥,并将密钥保存到数据库里面,在对应的阶段内调用密钥进行加密或者解密。

从密码学的角度讲,没有一种对称的加密算法是绝对安全的。所以更重要的是保护好你的密钥。正如没有一把锁头是绝对安全的,更重要的是保护好你的钥匙。

期待您的关注

  • 向您推荐博主的系列文档:《手摸手教您学习SpringBoot系列-16章97节》
  • 本文转载注明出处(必须带连接,不能只转文字):字母哥博客。

原文链接:https://www.cnblogs.com/zimug/p/11955523.html
如有疑问请与原作者联系

标签:POSTimgremIE简单em

版权申明:本站文章部分自网络,如有侵权,请联系:west999com@outlook.com
特别注意:本站所有转载文章言论不代表本站观点,本站所提供的摄影照片,插画,设计作品,如需使用,请与原作者联系,版权归原作者所有

上一篇:JavaWeb入门——在Windows环境下安装Tomcat服务器

下一篇:java 微信开发的工具类WeChatUtils