Spring Security实现添加图片验证功能

Spring Security是一个非常强大的安全框架，提供了很多实用的安全特性，可以使web应用程序更加安全可靠。其中，添加图片验证功能可以提高网站的安全性。下面是实现添加图片验证功能的完整攻略。

步骤一：添加依赖

在pom.xml文件中添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.11.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.google.code.kaptcha</groupId>
    <artifactId>kaptcha</artifactId>
    <version>2.3.2</version>
</dependency>

依赖说明：

spring-boot-starter-security：Spring Security的核心依赖，提供了基本的安全功能。
jackson-databind：JSON数据绑定工具，用于将图片验证码数据转换为JSON格式。
kaptcha：用于生成图片验证码。

步骤二：添加配置

在application.properties文件中添加如下配置：

# Security配置
spring.security.user.name=user
spring.security.user.password=password

# Kaptcha配置
kaptcha.border=no
kaptcha.border.color=255,255,255
kaptcha.textproducer.font.color=black
kaptcha.image.width=150
kaptcha.image.height=50
kaptcha.textproducer.char.length=4
kaptcha.textproducer.font.size=30

依赖说明：

spring.security.user.name：Spring Security的用户名。
spring.security.user.password：Spring Security的密码。
kaptcha.*：用于配置图形验证码。

步骤三：实现验证码生成接口

在接口中，我们使用了com.google.code.kaptcha包下的DefaultKaptcha类来生成验证码。实现代码如下所示：

@RestController
@RequestMapping("/api/captcha")
public class CaptchaController {

    @Autowired
    private DefaultKaptcha captchaProducer;

    @GetMapping(produces = MediaType.IMAGE_PNG_VALUE)
    public ResponseEntity<BufferedImage> getCaptcha() {
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        headers.setCacheControl(CacheControl.noCache().getHeaderValue());

        String text = captchaProducer.createText();
        BufferedImage image = captchaProducer.createImage(text);

        // 设置验证码到session
        RequestContextUtils.getWebApplicationContext(
                Objects.requireNonNull(RequestContextHolder.getRequestAttributes()))
                .getServletContext().setAttribute("captcha", text);

        return new ResponseEntity<>(image, headers, HttpStatus.OK);
    }
}

这个接口返回的ResponseEntity对象包含了验证码图片、响应头以及状态码。

步骤四：实现验证码验证过滤器

在Spring Security中，实现自定义的过滤器非常简单。我们只需要继承OncePerRequestFilter类，并且重写doFilterInternal()方法，实现验证码的逻辑。实现代码如下所示：

public class CaptchaFilter extends OncePerRequestFilter {

    private static final String LOGIN_URL = "/login";

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, 
                                    FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
        if (LOGIN_URL.equals(request.getRequestURI()) && "POST".equalsIgnoreCase(request.getMethod())) {
            String captcha = request.getParameter("captcha");
            String sessionCaptcha = (String) request.getSession().getServletContext().getAttribute("captcha");

            if (!captcha.equals(sessionCaptcha)) {
                response.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE);
                response.setCharacterEncoding("UTF-8");

                ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
                Map<String, String> error = new HashMap<>();
                error.put("error", "验证码错误");

                response.getWriter().write(mapper.writeValueAsString(error));
                return;
            }
        }

        filterChain.doFilter(request, response);
    }
}

在上面的代码中，我们可以看到，如果验证码不匹配，我们将返回一个JSON格式的错误信息。否则，我们将交由下一个过滤器处理。

步骤五：配置Spring Security

在Spring Security的配置类中添加上面的过滤器，并且关闭CSRF和HTTP Basic认证。示例代码如下所示：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private CaptchaFilter captchaFilter;

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // 关闭CSRF和HTTP Basic认证
        http.csrf().disable().httpBasic().disable();

        // 配置验证码过滤器
        http.addFilterBefore(captchaFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);

        // 配置登录页面和错误页面
        http.formLogin()
                .loginPage("/login")
                .failureForwardUrl("/login?error")
                .permitAll()
                .and().logout().permitAll();

        // 配置授权规则
        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/css/**", "/js/**", "/images/**").permitAll()
                .anyRequest().authenticated();
    }
}

示例一：登录页添加验证码

在login.html的文件中，添加以下HTML代码：

<img class="img-captcha" src="/api/captcha" alt="验证码">
<input type="text" class="form-control" id="captcha" name="captcha" placeholder="请输入验证码" required>

在JQuery中添加以下代码：

$('form').submit(function (event) {
    var form = $(this);

    event.preventDefault();

    $.get('/api/captcha')
        .done(function () {
            form.off('submit').on('submit', function () {
                return true;
            });
            form.submit();
        })
        .fail(function () {
            alert('获取验证码失败，请重试！');
        });

    $('#captcha').val('');
});

我们为“form”元素添加了一个submit事件的监听器，当用户点击“登录”按钮时，我们首先获取验证码，然后将其添加到请求中。如果我们没有获取到验证码，我们将提示用户重试。

示例二：实现后端验证