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lua gd 验证码

作者:用户 来源:互联网 时间:2017-12-01 09:22:25

验证luagd

lua gd 验证码 - 摘要: 本文讲的是lua gd 验证码,使用Lua GD库动态生成验证码图片 最近得闲,学习一下Lua。 Lua下有个gd图形库,通过简单的Lua语句就能控制、生成图片。 之前在某个项目中要用到验证码,当时对这方面不太了解,就采用最不专业的做法:预先准备好若干验证码图片,把对应的

使用Lua GD库动态生成验证码图片

最近得闲,学习一下Lua。


Lua下有个gd图形库,通过简单的Lua语句就能控制、生成图片。


之前在某个项目中要用到验证码,当时对这方面不太了解,就采用最不专业的做法:预先准备好若干验证码图片,把对应的值存入到数据库;使用时随机取出一对“图片-验证码值”供用户验证。这样做的好处是减少编码复杂度和服务器负担,但是问题也显而易见:预先准备的验证码图片数量有限,要是有人恶意攻击的话,这种验证码恐怕只是个摆设。要是专业人士见到我的这种实现,只怕会笑掉大牙。


当时也考虑过动态生成图片,随机生成几个数字、字母组成的验证码,然后将此验证码生成图片,最后对验证码图片进行模糊处理(倾斜、模糊、加干扰等)。验证码的生成到不难,有比较成熟的随机函数可以做到;但是将验证码生成图片并做模糊处理,当时就没有什么好的办法了。考虑过Java下应该有图形库可以做到这一点,但是觉得代码量肯定不小,运行效率恐怕也难以保证,所以就没深究。


直到最近接触到Lua的gd库,才重新想起这事。关于该gd库的细节,请参看官方文档:http://lua-gd.luaforge.net/manual.html

不说废话,直接上代码:

lua gd 验证码-


1require("gd") 2 3--定义词典 4 5dict={'a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z','A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z','1','2','3','4','5','6','7','8','9','0'} 6 7--随机种子 8 9math.randomseed(os.time()) 10 11im2=gd.createTrueColor(100,40) 12 13white=im2:colorAllocate(255,255,255) 14 15stringmark="" 16 17fori=1,6do 18 19stringmark=stringmark..dict[math.random(62)] 20 21end 22 23im2:string(gd.FONT_GIANT,18,10,stringmark,white) 24 25im2:png("./output/验证码.png",100) 26 27


lua gd 验证码-

这样总共用不到20行代码就实现了一个简单的验证码,效果如下:


lua gd 验证码-

虽然基本实现了验证码图片的生成,但还不太理想;要实现真正可用的验证码,大概还需要做如下处理:设置不同字体、字符要随机倾斜、要随机模糊字符、要增加干扰等。

因此在此基础上略作了改进:设置不同字体、字符随机倾斜;至于随机模糊字符、增加干扰暂时还没想好怎么处理。最后代码如下:

lua gd 验证码-


1require("gd") 2 3require("lfs") 4 5--定义词典 6 7dict={'a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z','A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z','1','2','3','4','5','6','7','8','9','0'} 8 9--随机种子 10 11math.randomseed(os.time()) 12 13im2=gd.createTrueColor(100,40) 14 15white=im2:colorAllocate(255,255,255) 16 17stringmark="" 18 19fonts={} 20 21--查找字体 22 23functionsearchFont() 24 25locali=1 26 27forfileinlfs.dir("./复件output/")do 28 29iffile~="."andfile~=".."then 30 31fonts[i]=string.sub(file,1,string.find(file,"ttf")).."tf" 32 33print(fonts[i]) 34 35i=i+1 36 37end 38 39end 40 41end 42 43--测试不同字体的效果 44 45functiontestFont() 46 47searchFont() 48 49iftable.getn(fonts)==0then--没有指定字体路径,就搜索系统字体 50 51forfileinlfs.dir("C:/WINDOWS/Fonts/")do 52 53ifstring.find(file,".ttf")andnotstring.find(file,"esri")then 54 55makeStringWithRotate(file) 56 57end 58 59end 60 61else--否则就使用指定字体 62 63fori=1,table.getn(fonts)do 64 65makeStringWithRotate(fonts[i]) 66 67end 68 69end 70 71end 72 73--生成带角度字符串 74 75functionmakeStringWithRotate(font) 76 77fori=1,6do 78 79locals=dict[math.random(62)] 80 81im2:stringFT(white,"C:/WINDOWS/Fonts/"..font,18,math.random()/math.pi,5+(i-1)*15,25,s) 82 83stringmark=stringmark..s 84 85end 86 87im2:png("./output/"..font..".png",100) 88 89--清理工作,准备下次使用 90 91stringmark="" 92 93im2=gd.createTrueColor(100,40) 94 95end 96 97--生成普通字符串 98 99functionmakeString() 100 101im2=gd.createTrueColor(100,40) 102 103white=im2:colorAllocate(255,255,255) 104 105fori=1,6do 106 107stringmark=stringmark..dict[math.random(62)] 108 109end 110 111im2:string(gd.FONT_GIANT,18,10,stringmark,white) 112 113stringmark="" 114 115im2:png("./output/验证码.png",100) 116 117end 118 119testFont() 120 121--makeString() 122 123


lua gd 验证码-

说明如下:


由于不同字体的显示效果不一样,在有些字体中0、o、O不分;i、I、1、l、L不分;有些字体无法显示;这样导致验证码无法识别,因此必须去掉不适合用来生成验证码的字体。但是由于系统字体太多,如果逐一由手工验证,将是一件繁复而无意义的工作,因此在这里我采用“循环验证”的方式来处理:


1.使用系统中每一种字体都生成一张验证码图片放到指定目录A中("./output/"),图片名即字体名


2.依次对这些验证码图片进行验证,剔除不适合做验证码的字体


3.将剔除后合格的验证码图片拷到指定目录B下(C:/luaaio_2.0_windows/test/test_gd/复件 output/),删除原目录A("./output/")中的内容


4.重新运行本程序,将读取目录B中合格字体,然后使用这些字体创建验证码图片到目录A中


5.重复步骤2,继续剔除不合格的字体,直到得到所有合格的字体。


最后,在我自己系统上经过多次运行,最后从几百个字体中得到比较容易分辨、适合作验证码的字体如下:


courbd.ttf


courbi.ttf


DejaVuMonoSans.ttf


DejaVuMonoSansBold.ttf


DejaVuMonoSansBoldOblique.ttf


DejaVuMonoSansOblique.ttf


lucon.ttf


monosbi.ttf


nina.ttf


simhei.ttf


simkai.ttf


swissci.ttf


tahomabd.ttf


timesbd.ttf


timesbi.ttf


timesi.ttf


trebuc.ttf


trebucit.ttf


效果如下:


lua gd 验证码-


说明:上面代码中为了访问文件系统,使用了lua扩展“LuaFileSystem”,具体些请参看文档:http://keplerproject.github.com/luafilesystem/index.html。

现在找出合适的字体了,做进一步改进:每次生成使用随机字体。


加上背景颜色,代码如下:

lua gd 验证码-


1require("gd") 2 3require("lfs") 4 5--定义词典 6 7dict={'a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z','A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z','1','2','3','4','5','6','7','8','9','0'} 8 9--随机种子 10 11math.randomseed(os.time()*2-1023) 12 13im2=gd.createTrueColor(100,40) 14 15fg=im2:colorAllocate(129,32,28) 16 17bg=im2:colorAllocate(216,235,238) 18 19FONT_PATH="C:/WINDOWS/Fonts/" 20 21fonts={"courbd.ttf","courbi.ttf","DejaVuMonoSans.ttf","DejaVuMonoSansBold.ttf","DejaVuMonoSansBoldOblique.ttf","DejaVuMonoSansOblique.ttf","lucon.ttf","monosbi.ttf","nina.ttf","simhei.ttf","simkai.ttf","swissci.ttf","tahomabd.ttf","timesbd.ttf","timesbi.ttf","timesi.ttf","trebuc.ttf","trebucit.ttf"} 22 23--生成的随机码 24 25stringmark="" 26 27--初始化:创建图片、设置背景 28 29functioninit() 30 31im2=gd.createTrueColor(100,40) 32 33im2:filledRectangle(0,0,100,40,bg) 34 35stringmark="" 36 37end 38 39--查找字体 40 41functionsearchFont() 42 43locali=1 44 45forfileinlfs.dir("./复件output/")do 46 47iffile~="."andfile~=".."andfile~="Thumbs.db"then 48 49fonts[i]=string.sub(file,1,string.find(file,"ttf")).."tf" 50 51print(fonts[i]) 52 53i=i+1 54 55end 56 57end 58 59end 60 61--测试不同字体的效果 62 63functiontestFont() 64 65searchFont() 66 67iftable.getn(fonts)==0then--没有指定字体路径,就搜索系统字体 68 69forfileinlfs.dir(FONT_PATH)do 70 71ifstring.find(file,".ttf")andnotstring.find(file,"esri")then 72 73makeStringWithRotate(file) 74 75end 76 77end 78 79else--否则就使用指定字体 80 81fori=1,table.getn(fonts)do 82 83makeStringWithRotate(fonts[i]) 84 85end 86 87end 88 89end 90 91--生成带角度字符串 92 93functionmakeStringWithRotate(font) 94 95fori=1,6do 96 97locals=dict[math.random(62)] 98 99im2:stringFT(white,FONT_PATH..font,18,math.random()/math.pi,5+(i-1)*15,25,s) 100 101stringmark=stringmark..s 102 103end 104 105im2:png("./output/"..font..".png",100) 106 107--清理工作,准备下次使用 108 109stringmark="" 110 111im2=gd.createTrueColor(100,40) 112 113end 114 115--生成普通字符串 116 117functionmakeString() 118 119im2=gd.createTrueColor(100,40) 120 121white=im2:colorAllocate(255,255,255) 122 123fori=1,6do 124 125stringmark=stringmark..dict[math.random(62)] 126 127end 128 129im2:string(gd.FONT_GIANT,18,10,stringmark,white) 130 131stringmark="" 132 133im2:png("./output/验证码.png",100) 134 135end 136 137--使用随机字体生成带角度的字符串 138 139functionmakeIt() 140 141makeStringWithRotate(fonts[math.random(18)]) 142 143end 144 145--调用接口:直接使用下面的三个函数(之一),即可得到不同类型的验证码 146 147makeIt() 148 149--testFont() 150 151--makeString() 152 153


lua gd 验证码-

效果如下:

lua gd 验证码-

奇怪的是:在makeIt()中,math.random(18)在似乎在一定时间内返回固定值,可能是因为使用的是系统时间做随机种子。


这个程序还有如下不足:


(1)没有加“字符模糊”和“干扰”,还是比较容易被破解。这个目前还没什么好的思路,暂时就不考虑。


(2)由于验证码只是简单的采用系统时间作为随机数种子生成的,是一种伪随机数。如果通过某种方式得到这个随机数的种子(即系统时间),然后根据相同的随机数算法,是完全可以计算出验证码的:这样验证码就不攻自破了。因此在这里可以考虑对这个随机数种子做进一步处理,将系统时间按照某种算法进行处理,得到的结果作为随机数种子;这样即使得到了系统时间,如果不知道这个算法,同样得不到最后的随机数种子。据我估计:这个算法应该不需要很复杂,即使作简单的四则运算,再配合随机数算法,应该是不那么容易破解的。


(3)还可以对验证码图片的随机性作进一步改进:字符颜色、背景颜色都可以随机,不过这样可能搭配出来的颜色会看不清(但可以预定义一组颜色进行处理)。不过没什么价值,也就罢了。

关于验证码,我没有作专门研究:不知道在实际应用中的验证码是如何实现的,也不清楚到底需要考虑哪些问题。这里仅仅是我学习Lua的gd库时的一个练习,没有在实际生产系统中检验过,有什么问题欢迎指正。


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ps:关于增强验证码的随机性,觉得还可以改进:在这里预先定义的字典都是固定的,按照“小写字母-大写字母-数字”的顺序排列,攻击者如果得到随机种子和这个字典顺序,按照相同的随机算法,是可以计算出验证码的。要解决这个问题,就得从这三个因素下手:


(1)对随机算法保密,即使得到随机种子和词典,也无法计算出验证码。这是最理想的方法,但很难实现:大家用的都是lua库中的随机库,除非自己对随即算法做改进,并且保密起来。


(2)对随机种子保密,前面已经提到过。


(3)对词典保密。这里采用的是固定的词典,按字母顺序排列,很容易就被猜到。要改进的话,可以在每次调用时初始化词典,采用随机算法将词典顺序打乱;这样每次调用时采用的都是随机词典,也会增加破解难度。问题是这样一来,计算这个随机词典也需要额外开销,对整个系统来说是不是合算,也需要考虑;而且,如果生成随机词典的种子被人得到,随机词典也会被人破解。

最近想用php写个网站,想把这套验证码搬上去,不知是否可行。对php不是很了解,听说php有个扩展实现了lua解释器,不知能不能用?

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