验证码生成算法-回复验证码生成算法是指用于验证用户身份的一种技术手段，通过生成一串随机的字符或数字，要求用户输入正确才能通过验证。
随着网络技术的发展，验证码算法应用得越来越广泛，可以用于登录验证、注册账户、防止机器人恶意攻击等场景。
本文将从生成原理、常见算法、安全性等方面一步一步介绍验证码生成算法。
一、生成原理验证码生成算法的基本原理是通过生成随机的字符或数字，远程传递给客户端，并要求用户输入正确的验证码进行验证。
这个过程一般包括以下几个步骤：1. 生成随机字符或数字集合：首先需要确定验证码的内容，一般为字母、数字或字母数字组合。
然后从这个集合中随机选择若干个字符或数字组成验证码。
2. 绘制验证码图片：将生成的验证码绘制到一张图片上，这样用户就需要通过观察图片中的字符或数字来输入正确的验证码。
3. 将验证码传递给客户端：通过网络传输将生成的验证码发送到客户端，一般是以图片的形式进行传递。
4. 用户输入验证：用户在登录或注册界面中看到验证码图片后，需要输入相应的验证码，系统则会对用户输入的验证码和生成的验证码进行比较，若输入正确则验证通过。
二、常见验证码生成算法1. 普通随机算法：这是最直观的一种生成验证码的算法，即从字符或数字集合中随机选择若干个字符或数字组成验证码。
这种算法简单易懂，但存在安全性较低的问题，因为生成的验证码很容易被机器人破解。
2. 扭曲算法：为了增加验证码的安全性，可以对生成的验证码进行扭曲处理，使得验证码不易被机器人自动识别。
扭曲算法通常是通过对验证码图片进行一些形变操作，如扭曲、旋转、拉伸等，使得验证码不易被自动识别。
3. 噪点算法：为了进一步增加验证码的安全性，可以在验证码图片上添加一些噪点，使得验证码更难以被机器人自动识别。
噪点可以是干扰线、干扰点等，通过增加干扰元素可以有效防止机器人攻击。
4. 字体变化算法：为了增加验证码的对抗性，可以对生成的验证码进行字体变化，使得验证码更不易被破解。
AJAX+jsp无刷新验证码实例(完整代码)1.login.jsp<%@ pagelanguage="java"contentType="text/html;charset=gb2312"import = "java.util.*"import = "java.sql.*"import = "java.text.*"import = "java.io.*"%><%@ include file="../conn.jsp"%><%request.setCharacterEncoding("gb2312");%><%String username=request.getParameter("name");String pass=request.getParameter("pws");String num=request.getParameter("num");String random=(String)session.getAttribute("random");if(num!=null&&random!=null){if(num.equals(random)){Statement stmt=conn.createStatement();ResultSet rs=stmt.executeQuery("select * from admin where admin='"+username+"' and pass='"+pass+"'");if(rs.next()){String id=rs.getString("id");session.setAttribute("id",id);response.sendRedirect("admin.jsp");}rs.close();stmt.close();conn.close();}}%><!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN""/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"><html xmlns="/1999/xhtml"><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312" /><title>两岸咖啡</title><link href="../include/style.css" rel="stylesheet" type="text/css" /><script src="net.js"></script><script type="text/javascript">var times=0;function subform(){var gtext=this.req.responseText;var info=document.getElementById("info");if(gtext.indexOf("validate_successful")!=-1){//info.innerHTML="<font color=green>验证码通过</font>";document.forms["form"].submit();//当得到的值表示合法，则验证码通过。
⽣成验证码的⼏种⽅式⽣成验证码的⼏种⽅式1，在jsp页⾯中直接⽣成验证码image.jsp源码：//image.jsp<%@ page contentType="image/jpeg"import="java.awt.*,java.awt.image.*,java.util.*,javax.imageio.*"pageEncoding="GBK"%><%!Color getRandColor(int fc, int bc) {//给定范围获得随机颜⾊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);}%><%//设置页⾯不缓存response.setHeader("Pragma", "No-cache");response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");response.setDateHeader("Expires", 0);// 在内存中创建图象// 通过这⾥可以修改图⽚⼤⼩int width = 85, height = 23;BufferedImage image = new BufferedImage(width, height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);// 获取图形上下⽂// g相当于笔Graphics g = image.getGraphics();//⽣成随机类Random random = new Random();// 设定背景⾊g.setColor(getRandColor(200, 250));// 画⼀个实⼼的长⽅，作为北京g.fillRect(0, 0, width, height);//设定字体g.setFont(new Font("⿊体", Font.PLAIN, 18));//画边框g.setColor(Color.BLUE);g.drawRect(0,0,width-1,height-1);// 随机产⽣155条⼲扰线，使图象中的认证码不易被其它程序探测到g.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);g.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);}// 取随机产⽣的认证码(4位数字)//String rand = request.getParameter("rand");//rand = rand.substring(0,rand.indexOf("."));String sRand = "";// 如果要使⽤中⽂，必须定义字库，可以使⽤数组进⾏定义// 这⾥直接写中⽂会出乱码，必须将中⽂转换为unicode编码String[] str = { "A", "B", "C", "D", "E", "F", "G", "H", "J", "K","L", "M", "N", "P", "Q", "R", "S", "T", "U", "V", "W", "X","Y", "Z", "a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j","k", "m", "n", "p", "s", "t", "u", "v", "w", "x", "y", "z","1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9" };for (int i = 0; i < 5; i++) {String rand = str[random.nextInt(str.length)];sRand += rand;// 将认证码显⽰到图象中g.setColor(new Color(20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110)));//调⽤函数出来的颜⾊相同，可能是因为种⼦太接近，所以只能直接⽣成 g.drawString(rand, 16 * i + 6, 19);}// 将认证码存⼊SESSIONsession.setAttribute("rand", sRand);// 图象⽣效g.dispose();// 输出图象到页⾯ImageIO.write(image, "JPEG", response.getOutputStream());out.clear();out = pageContext.pushBody();%>login.jsp源码（使⽤验证码的页⾯）：//使⽤验证码的页⾯login.jsp<%@ page contentType="text/html" pageEncoding="GBK"%><html><head><title>登陆页⾯</title><script>function reloadImage() {document.getElementById('identity').src = 'image.jsp?ts=' + new Date().getTime();}</script></head><body><center><%// 乱码解决request.setCharacterEncoding("GBK");%><h1>登陆程序</h1><hr><%=request.getAttribute("info") != null ? request.getAttribute("info") : ""%><form action="check.jsp" method="post">⽤户ID：<input type="text" name="mid"><br>密码：<input type="password" name="password"><br>验证码：<input type="text" name="code" maxlength="5" size="5"><img src="image.jsp" id="identity" onclick="reloadImage()" title="看不清，点击换⼀张"> <br><input type="submit" value="登陆"><input type="reset" value="重置"></form></center></body></html>效果如下：2，使⽤Servlet⽣成验证码IdentityServlet.java源码：//IdentityServlet.java代码如下：package com.helloweenvsfei.servlet;import java.awt.Color;import java.awt.Font;import java.awt.Graphics2D;import java.awt.image.BufferedImage;import java.io.IOException;import java.util.Random;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.ServletOutputStream;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;import com.sun.image.codec.jpeg.JPEGCodec;import com.sun.image.codec.jpeg.JPEGImageEncoder;public class IdentityServlet extends HttpServlet {/****/private static final long serialVersionUID = -479885884254942306L;public static final char[] CHARS = { '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8','9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'J', 'K', 'L', 'M','N', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z' };public static Random random = new Random();public static String getRandomString() {StringBuffer buffer = new StringBuffer();for (int i = 0; i < 6; i++) {buffer.append(CHARS[random.nextInt(CHARS.length)]);}return buffer.toString();}public static Color getRandomColor() {return new Color(random.nextInt(255), random.nextInt(255), random.nextInt(255));}public static Color getReverseColor(Color c) {return new Color(255 - c.getRed(), 255 - c.getGreen(), 255 - c.getBlue());}public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException {response.setContentType("image/jpeg");String randomString = getRandomString();request.getSession(true).setAttribute("randomString", randomString);int width = 100;int height = 30;Color color = getRandomColor();Color reverse = getReverseColor(color);BufferedImage bi = new BufferedImage(width, height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);Graphics2D g = bi.createGraphics();g.setFont(new Font(Font.SANS_SERIF, Font.BOLD, 16));g.setColor(color);g.fillRect(0, 0, width, height);g.setColor(reverse);g.drawString(randomString, 18, 20);for (int i = 0, n = random.nextInt(100); i < n; i++) {g.drawRect(random.nextInt(width), random.nextInt(height), 1, 1);}// 转成JPEG格式ServletOutputStream out = response.getOutputStream();JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out);encoder.encode(bi);out.flush();}public static void main(String[] args) {System.out.println(getRandomString());}}Web..xml源码://Web.xml的配置为：<servlet><servlet-name>IdentityServlet</servlet-name><servlet-class>com.helloweenvsfei.servlet.IdentityServlet</servlet-class></servlet><servlet-mapping><servlet-name>IdentityServlet</servlet-name><url-pattern>/servlet/IdentityServlet</url-pattern></servlet-mapping>identity.html源码：//测试页⾯identity.html为：<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"><html><head><title>identity.html</title><meta http-equiv="keywords" content="keyword1,keyword2,keyword3"><meta http-equiv="description" content="this is my page"><meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=GB18030"><!--<link rel="stylesheet" type="text/css" href="./styles.css">--></head><body><script>function reloadImage() {document.getElementById('btn').disabled = true;document.getElementById('identity').src='servlet/IdentityServlet?ts=' + new Date().getTime(); }</script><img src="servlet/IdentityServlet" id="identity" onload="btn.disabled = false; "/> <input type=button value=" 换个图⽚ " onclick="reloadImage()" id="btn"></body></html>3，在Struts2应⽤中⽣成验证码RandomNumUtil.java源码：//RandomNumUtil.javapackage org.ml.util;import java.awt.Color;import java.awt.Font;import java.awt.Graphics;import java.awt.image.BufferedImage;import java.io.ByteArrayInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.util.Random;import javax.imageio.ImageIO;import javax.imageio.stream.ImageOutputStream;public class RandomNumUtil {public static final char[] CHARS = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'J', 'K', 'L', 'M','N', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z','2', '3', '4', '5', '6', '7', '8','9','a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'm','n', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z'};private ByteArrayInputStream image;// 图像private String str;// 验证码/*** 构造⽅法调⽤初始化属性⽅法*/private RandomNumUtil() {init();}/*** 取得RandomNumUtil实例*/public static RandomNumUtil Instance() {return new RandomNumUtil();}/*** 取得验证码图⽚*/public ByteArrayInputStream getImage() {return this.image;}/*** 取得图⽚的验证码*/public String getString() {return this.str;}/*** 初始化属性否具体⽅法*/private void init() {// 在内存中创建图象int width = 85, height = 18;//设置图形的⾼度和宽度，以及RGB类型BufferedImage image = new BufferedImage(width, height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);// 获取图形上下⽂Graphics g = image.getGraphics();// ⽣成随机类Random random = new Random();// 设定背景⾊g.setColor(getRandColor(200, 250));g.fillRect(0, 0, width, height);// 设定字体g.setFont(new Font("Times New Roman", Font.PLAIN, 18));// 随机产⽣255条⼲扰线，使图象中的认证码不易被其它程序探测到g.setColor(getRandColor(160, 200));for (int i = 0; i < 255; i++) {int x = random.nextInt(width);int y = random.nextInt(height);int xl = random.nextInt(12);int yl = random.nextInt(12);g.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);}// 取随机产⽣的认证码(6位数字)StringBuffer sRand = new StringBuffer();for (int i = 0; i < 6; i++) {String rand = String.valueOf(CHARS[random.nextInt(CHARS.length-1)]);//从字符数组中随机产⽣⼀个字符sRand.append(rand);// 将认证码显⽰到图象中g.setColor(new Color(20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110)));// 调⽤函数出来的颜⾊相同，可能是因为种⼦太接近，所以只能直接⽣成g.drawString(rand, 13 * i + 6, 17);}// 赋值验证码this.str = sRand.toString();// 图象⽣效g.dispose();//下⾯将⽣成的图形转变为图⽚ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();ByteArrayInputStream input = null;try {ImageOutputStream imageOut = ImageIO.createImageOutputStream(output);ImageIO.write(image, "JPEG", imageOut);//将图像按JPEG格式写⼊到imageOut中，即存⼊到output的字节流中 imageOut.close();//关闭写⼊流input = new ByteArrayInputStream(output.toByteArray());//input读取output中的图像信息} catch (Exception e) {System.out.println("验证码图⽚产⽣出现错误：" + e.toString());}this.image = input;/* 赋值图像 */}/** 给定范围获得随机颜⾊*/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);}}RandomAction.java源码：//RandomAction.java的代码：package org.ml.action;import java.io.ByteArrayInputStream;import org.ml.util.RandomNumUtil;import com.opensymphony.xwork2.ActionContext;import com.opensymphony.xwork2.ActionSupport;@SuppressWarnings("serial")public class RandomAction extends ActionSupport {private ByteArrayInputStream inputStream;public String execute() throws Exception {RandomNumUtil rdnu = RandomNumUtil.Instance();//取得随机验证码产⽣类的对象this.setInputStream(rdnu.getImage());// 取得带有随机字符串的图⽚ActionContext.getContext().getSession().put("random", rdnu.getString());// 取得随机字符串放⼊HttpSession return SUCCESS;}public void setInputStream(ByteArrayInputStream inputStream) {this.inputStream = inputStream;}public ByteArrayInputStream getInputStream() {return inputStream;}}struts.xml配置：//struts.xml配置为：<!-- Random验证码 --><action name="rand" class="org.ml.action.RandomAction"><result type="stream" name="success"><param name="contentType">image/JPEG</param><param name="inputName">inputStream</param></result></action>HTML中的表单源码：//HTML中的表单代码为：<tr height="35"><td width="14%" class="top_hui_text"><span class="login_txt">验证码：</span></td><td colspan="2" class="top_hui_text"><input type="text" name="rand" id="rand" size="6"maxlength="6"><script type="text/javascript">function changeValidateCode(obj) {//获取当前的时间作为参数，⽆具体意义var timenow = new Date().getTime();//每次请求需要⼀个不同的参数，否则可能会返回同样的验证码//这和浏览器的缓存机制有关系，也可以把页⾯设置为不缓存，这样就不⽤这个参数了。
jsp实现验证码在web开发领域⾥⾯，验证码是⼀个⽐较常见的功能，⽽归根到底，验证码其实就是⼀组随机数，或者是⼀个随机算术⼀、基本知识1、为什么需要验证码？验证码，很多时候出现在注册页⾯或者登陆界⾯，在这些页⾯中有可能会出现恶意注册和暴⼒破解，这时候验证码可以有效防范这些攻击。
所以，总的来说，验证码很多时候是为了防⽌不法分⼦对⽹站进⾏恶意的注册和攻击，是⼀种有效的拦截⼿段。
2、验证码的⼯作原理 ⾸先，我们要明确⼀点就是，验证码实际是在服务器端产⽣的，因为如果在前端参数的话并不能有效拦截，因此很多时候，在拦截时我们都需要在服务器端进⾏相关操作，防⽌⿊客绕过前端验证直接⾮法访问。
验证码的⼯作原理其实⽅⼏个步骤：⾸先，服务端随机产⽣⼏个随机数或者随机算式，然后通过session对象将数据传输到客户端，客户端输⼊验证码，通过r表单将数据提交到服务器，服务器提取数据之后和产⽣的随机数字或者算式的结果对⽐，以此进⾏验证。
当然，很多时候，简单的验证码很容易被图像识别软件破解，所以现在很多时候更流⾏短信验证等⽅式，但是，⼀下讨论的均是简单的数字图⽚验证。
⼆、验证码的实现过程1、⾸先，验证码其实就是在服务端产⽣⼀张带有验证码数字或者算式的图⽚，所以，在这个过程要⽤到gui知识，具体请先看⼀下代码//1、验证码界⾯//验证码的宽和⾼int width = 70;int height = 30;/**图像缓冲对象（注意：在多次对某个对象操作时，为了提⾼效率，很多时候选择⽤缓冲对象来进⾏操作，因为缓冲类的对象很多时候是可以即时改变对象的数据的）*/BufferedImage bufferedImage = new BufferedImage(width,height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);//创建图像操作对象，⽤于操作验证码图⽚对象Graphics2D g = bufferedImage.createGraphics();//创建字体对象⽅便操作图像字体的属性Font font = new Font("Times New Roman",Font.PLAIN,18);g.setFont(font);//设置相关颜⾊等等g.setColor(Color.BLACK);g.drawRect(0,0,width-1,height-1);g.setColor(Color.GRAY); 以上创建了⼀个基本的验证码图⽚，注意很多时候如果要反复对象对某个对象进⾏修改操作时（如某个字符串，需要反复进⾏拼接操作时，为提⾼性能，⼀般选择⽤缓冲类的对象进⾏操作之后再转换为相关对象）。
