安全而且好看的验证码

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Security QQ PHP Cache F#

01.5.6稍作修改，验证码文字旋转，使用不同字体，可加干扰码、可加干扰线、可使用中文、可使用背景图片

新附件为：Captcha.zip

验证码要让人看清楚，又要让机器难识别。

两个都要兼顾比较好的做法是：加随机背景图片、随机字体、稍微旋转字母或数字，位置不固定，稍微扭曲。（字体要用容易识别的，背景要人容易识别文字有对机器识别干扰大）

下策：添加干扰字符、干扰线。简单点的对机器识别影响不大，复杂点的对人眼识别影响过大。

用gif验证码，先来一段预先播放再显示验证码安全是非常高的。

验证码使用了20种字体，要下载上传的附件下来才能测试，不能直接copy代码就debug。
在我的512内存的破Windows机上跑起来，生成一个验证码花的时间在0.0086619853973389-0.00999xxxx之间，在vps上跑是0.00354886054993左右。我是在我的框架控制器中调用来测试的，如果直接测试，速度会更快些。我觉得性能还可以，我测试的代码是：

	public function getAction() {
		$start = microtime(1);
		YL_Security_Secoder::entry();
		file_put_contents(dirname(__FILE__) . '/test.php', (microtime(1)-$start));
	}

给我评评看，这安全度和用户识别麻烦度各有多大呢？

这用php写的代码我自己都觉得有点晕，如果用py或rb写的，可读性该好很多，只是精通了php以后让我再学习用ry/py来做，难度有点大。

<?php
/**
 * 安全验证码
 * 
 * 安全的验证码要：验证码文字扭曲、旋转，使用不同字体，添加干扰码。
 * 如果用中文做验证码(我这里不是哦，有兴趣你来改成用中文的)，安全度会更好些，但验证码扭曲和旋转是王道，用了字体也算是已经给字体扭曲了，我就不再去给他添一只扭曲的足了。
 * 可配置的属性都是一些简单直观的变量，我就不用弄一堆的setter/getter了
 *
 * @author 流水孟春 <cmpan(at)qq.com>
 * @copyright NEW BSD
 * @link http://labs.yulans.cn/YL_Security_Secoder
 * @link http://wiki.yulans.cn/docs/yl/security/secoder
 */
class YL_Security_Secoder {
	/**
	 * 验证码的session的下标
	 * 
	 * @var string
	 */
	public static $seKey = 'sid.sekey.ylans.cn';
	public static $expire = 3000;     // 验证码过期时间（s）
	/**
	 * 验证码中使用的字符，01IO容易混淆，建议不用
	 *
	 * @var string
	 */
	public static $codeSet = '346789ABCDEFGHJKLMNPQRTUVWXY';
	public static $fontSize = 25;     // 验证码字体大小(px)
	public static $useCurve = true;   // 是否画混淆曲线
	public static $useNoise = true;   // 是否添加杂点	
	public static $imageH = 0;        // 验证码图片宽
	public static $imageL = 0;        // 验证码图片长
	public static $length = 4;        // 验证码位数
	public static $bg = array(243, 251, 254);  // 背景
	
	protected static $_image = null;     // 验证码图片实例
	protected static $_color = null;     // 验证码字体颜色
	
	/**
	 * 输出验证码并把验证码的值保存的session中
	 * 验证码保存到session的格式为： $_SESSION[self::$seKey] = array('code' => '验证码值', 'time' => '验证码创建时间');
	 */
	public static function entry() {
		// 图片宽(px)
		self::$imageL || self::$imageL = self::$length * self::$fontSize * 1.5 + self::$fontSize*1.5; 
		// 图片高(px)
		self::$imageH || self::$imageH = self::$fontSize * 2;
		// 建立一幅 self::$imageL x self::$imageH 的图像
		self::$_image = imagecreate(self::$imageL, self::$imageH); 
		// 设置背景      
		imagecolorallocate(self::$_image, self::$bg[0], self::$bg[1], self::$bg[2]); 
		// 验证码字体随机颜色
		self::$_color = imagecolorallocate(self::$_image, mt_rand(1,120), mt_rand(1,120), mt_rand(1,120));
		// 验证码使用随机字体 
		$ttf = dirname(__FILE__) . '/ttfs/' . mt_rand(1, 20) . '.ttf';  
		
		if (self::$useNoise) {
			// 绘杂点
			self::_writeNoise();
		} 
		if (self::$useCurve) {
			// 绘干扰线
			self::_writeCurve();
		}
		
		// 绘验证码
		$code = array(); // 验证码
		$codeNX = 0; // 验证码第N个字符的左边距
		for ($i = 0; $i<self::$length; $i++) {
			$code[$i] = self::$codeSet[mt_rand(0, 27)];
			$codeNX += mt_rand(self::$fontSize*1.2, self::$fontSize*1.6);
			// 写一个验证码字符
			imagettftext(self::$_image, self::$fontSize, mt_rand(-40, 70), $codeNX, self::$fontSize*1.5, self::$_color, $ttf, $code[$i]);
		}
		
		// 保存验证码
		isset($_SESSION) || session_start();
		$_SESSION[self::$seKey]['code'] = join('', $code); // 把校验码保存到session
		$_SESSION[self::$seKey]['time'] = time();  // 验证码创建时间
				
		header('Cache-Control: private, max-age=0, no-store, no-cache, must-revalidate');
		header('Cache-Control: post-check=0, pre-check=0', false);		
		header('Pragma: no-cache');		
		header("content-type: image/png");
	
		// 输出图像
		imagepng(self::$_image); 
		imagedestroy(self::$_image);
	}
	
	/** 
	 * 画一条由两条连在一起构成的随机正弦函数曲线作干扰线(你可以改成更帅的曲线函数) 
     *      
     *      高中的数学公式咋都忘了涅，写出来
	 *		正弦型函数解析式：y=Asin(ωx+φ)+b
	 *      各常数值对函数图像的影响：
	 *        A：决定峰值（即纵向拉伸压缩的倍数）
	 *        b：表示波形在Y轴的位置关系或纵向移动距离（上加下减）
	 *        φ：决定波形与X轴位置关系或横向移动距离（左加右减）
	 *        ω：决定周期（最小正周期T=2π/∣ω∣）
	 *
	 */
    protected static function _writeCurve() {
		$A = mt_rand(1, self::$imageH/2);                  // 振幅
		$b = mt_rand(-self::$imageH/4, self::$imageH/4);   // Y轴方向偏移量
		$f = mt_rand(-self::$imageH/4, self::$imageH/4);   // X轴方向偏移量
		$T = mt_rand(self::$imageH*1.5, self::$imageL*2);  // 周期
		$w = (2* M_PI)/$T;
						
		$px1 = 0;  // 曲线横坐标起始位置
		$px2 = mt_rand(self::$imageL/2, self::$imageL * 0.667);  // 曲线横坐标结束位置 	    	
		for ($px=$px1; $px<=$px2; $px=$px+ 0.9) {
			if ($w!=0) {
				$py = $A * sin($w*$px + $f)+ $b + self::$imageH/2;  // y = Asin(ωx+φ) + b
				$i = (int) ((self::$fontSize - 6)/4);
				while ($i > 0) {	
				    imagesetpixel(self::$_image, $px + $i, $py + $i, self::$_color);  // 这里画像素点比imagettftext和imagestring性能要好很多				    
				    $i--;
				}
			}
		}
		
		$A = mt_rand(1, self::$imageH/2);                  // 振幅		
		$f = mt_rand(-self::$imageH/4, self::$imageH/4);   // X轴方向偏移量
		$T = mt_rand(self::$imageH*1.5, self::$imageL*2);  // 周期
		$w = (2* M_PI)/$T;		
		$b = $py - $A * sin($w*$px + $f) - self::$imageH/2;
		$px1 = $px2;
		$px2 = self::$imageL;
		for ($px=$px1; $px<=$px2; $px=$px+ 0.9) {
			if ($w!=0) {
				$py = $A * sin($w*$px + $f)+ $b + self::$imageH/2;  // y = Asin(ωx+φ) + b
				$i = (int) ((self::$fontSize - 8)/4);
				while ($i > 0) {			
				    imagesetpixel(self::$_image, $px + $i, $py + $i, self::$_color);  // 这里(while)循环画像素点比imagettftext和imagestring用字体大小一次画出（不用这while循环）性能要好很多	
				    $i--;
				}
			}
		}
	}
	
	/**
	 * 画杂点
	 * 往图片上写不同颜色的字母或数字
	 */
	protected static function _writeNoise() {
		for($i = 0; $i < 10; $i++){
			//杂点颜色
		    $noiseColor = imagecolorallocate(
		                      self::$_image, 
		                      mt_rand(150,225), 
		                      mt_rand(150,225), 
		                      mt_rand(150,225)
		                  );
			for($j = 0; $j < 5; $j++) {
				// 绘杂点
			    imagestring(
			        self::$_image,
			        5, 
			        mt_rand(-10, self::$imageL), 
			        mt_rand(-10, self::$imageH), 
			        self::$codeSet[mt_rand(0, 27)], // 杂点文本为随机的字母或数字
			        $noiseColor
			    );
			}
		}
	}
	
	/**
	 * 验证验证码是否正确
	 *
	 * @param string $code 用户验证码
	 * @return bool 用户验证码是否正确
	 */
	public static function check($code) {
		isset($_SESSION) || session_start();
		// 验证码不能为空
		if(empty($code) || empty($_SESSION[self::$seKey])) {
			return false;
		}
		// session 过期
		if(time() - $_SESSION[self::$seKey]['time'] > self::$expire) {
			unset($_SESSION[self::$seKey]);
			return false;
		}

		if($code == $_SESSION[self::$seKey]['code']) {
			return true;
		}

		return false;
	}
}


// useage
/*
YL_Security_Secoder::$useNoise = false;  // 要更安全的话改成true
YL_Security_Secoder::$useCurve = true;
YL_Security_Secoder::entry();
*/

/*
// 验证验证码
if (!YL_Security_Secoder::check(@$_POST['secode'])) {
	print 'error secode';
}
*/

大张的图不清楚，就再加些直接保存下来的验证码吧。有兴趣多刷几张图看看的话，刷这里http://www.yulans.cn/dp/secode/get 别把我的vps刷死就行