实验指导书2验证码的Java实现课案.docx

实验指导书2验证码的Java实现课案.docx

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实验指导书2验证码的Java实现课案

南昌航空大学科技学院实验报告

2016年10月24日

课程名称：

信息安全概论实验名称：

验证码的Java实现

学号：

148206102姓名：

刘婷

指导老师评定：

签名：

一、实验目的

通过实验了解验证码的原理，掌握Java语言验证码的实现。

二、实验原理

1.验证码的定义

验证码（CAPTCHA）是“CompletelyAutomatedPublicTuringtesttotellComputersandHumansApart”（全自动区分计算机和人类的图灵测试）的缩写，是一种区分用户是计算机还是人的公共全自动程序。

这个问题可以由计算机生成并评判，但是必须只有人类才能解答。

由于计算机无法解答CAPTCHA的问题，所以回答出问题的用户就可以被认为是人类。

2.验证码的作用：

可以防止恶意破解密码、刷票、论坛灌水，有效防止黑客对注册用户用特定程序暴力破解方式进行不断地登录尝试，实际上用验证码是现在很多网站通行的方式。

利用比较简易的方式实现这个功能，虽然登录麻烦一点，但是对用户的密码安全来说这个功能还是很有必要，也很重要。

3.验证码的使用

大多数网站的验证码都是需要点击一下填写框，然后会自动弹出验证码图片。

由于验证码是随机产生的，有很大几率会出现无法清楚识别的验证码图片，所以需要注意的是，一般网站都会有相应的提示，如“看不清，换一张”等，如果没有提示，则直接点击当前的验证码图片，可以完成验证码的更换。

（1）登录时使用：

防止暴力破解密码

（2）注册时使用：

防止自动批量注册

（3）发帖时使用：

防止自动灌水、发广告

三、实验环境

开发工具：

JDK、Eclipse

参考资料：

JDKAPI文档

java.awt包

java.awt.event包

javax.swing包

四、实验内容和结果

4.1实验内容

使用Java语言编程，实现登录时生成验证码的功能，实验代码和截图如下：

/*

*生成验证码的代码

*/

importjava.awt.Color;

importjava.awt.Dimension;

importjava.awt.Font;

importjava.awt.FontMetrics;

importjava.awt.Graphics;

importjava.awt.Graphics2D;

importjava.awt.event.MouseEvent;

importjava.awt.event.MouseListener;

importjava.awt.geom.AffineTransform;

importjava.util.Random;

importjavax.swing.JComponent;

publicclassValidCodeextendsJComponentimplementsMouseListener{

privateStringcode;

privateintwidth,height=40;

privateintcodeLength=4;

privateRandomrandom=newRandom（）;

privateStringvalid_code="q0w1e2r3t4y5u6i7o8p9lkjhgfdsazxcvbnm";

publicValidCode（）{

width=this.codeLength*16+（this.codeLength-1）*10;

setPreferredSize（newDimension（width,height））;

setSize（width,height）;

this.addMouseListener（this）;

setToolTipText（"点击可以更换验证码"）;

}

publicintgetCodeLength（）{

returncodeLength;

}

/*

设置验证码文字的长度

*/

publicvoidsetCodeLength（intcodeLength）{

if（codeLength<4）{

this.codeLength=4;

}else{

this.codeLength=codeLength;

}

}

publicStringgetCode（）{

returncode;

}

/*

产生随机的颜色

*/

publicColorgetRandColor（intmin,intmax）{

if（min>255）

min=255;

if（max>255）

max=255;

intred=random.nextInt（max-min）+min;

intgreen=random.nextInt（max-min）+min;

intblue=random.nextInt（max-min）+min;

returnnewColor（red,green,blue）;

}

/*

设置验证码具体的字母是什么

*/

protectedStringgenerateCode（）{

intj;

char[]codes=newchar[this.codeLength];

for（inti=0,len=codes.length;i

j=random.nextInt（valid_code.length（））;

if（valid_code.charAt（j）>='0'&&valid_code.charAt（j）<='9'）

codes[i]=valid_code.charAt（j）;

else

if（random.nextBoolean（））{

codes[i]=（char）（valid_code.charAt（j）-32）;

}else{

codes[i]=valid_code.charAt（j）;

}

}

this.code=newString（codes）;

returnthis.code;

}

@Override

protectedvoidpaintComponent（Graphicsg）{

super.paintComponent（g）;

if（this.code==null||this.code.length（）!

=this.codeLength）{

this.code=generateCode（）;

}

width=this.codeLength*16+（this.codeLength-1）*10;

super.setSize（width,height）;

super.setPreferredSize（newDimension（width,height））;

FontmFont=newFont（"Arial",Font.BOLD|Font.ITALIC,25）;

g.setFont（mFont）;

//绘制出验证码的背景的矩形轮廓

Graphics2Dg2d=（Graphics2D）g;

g2d.setColor（getRandColor（200,250））;

g2d.fillRect（0,0,width,height）;

g2d.setColor（getRandColor（180,200））;

g2d.drawRect（0,0,width-1,height-1）;

//绘制出验证码背景的线

inti=0,len=150;

for（;i

intx=random.nextInt（width-1）;

inty=random.nextInt（height-1）;

intx1=random.nextInt（width-10）+10;

inty1=random.nextInt（height-4）+4;

g2d.setColor（getRandColor（180,200））;

g2d.drawLine（x,y,x1,y1）;

}

//绘制出验证码的具体字母

i=0;len=this.codeLength;

FontMetricsfm=g2d.getFontMetrics（）;

intbase=（height-fm.getHeight（））/2+fm.getAscent（）;

for（;i

intb=random.nextBoolean（）?

1:

-1;

g2d.rotate（random.nextInt（10）*0.01*b）;

g2d.setColor（getRandColor（20,130））;

g2d.drawString（code.charAt（i）+"",16*i+10,base）;

}

}

//下一个验证码

publicvoidnextCode（）{

generateCode（）;

repaint（）;

}

@Override

publicvoidmouseClicked（MouseEvente）{

nextCode（）;

}

@Override

publicvoidmousePressed（MouseEvente）{

}

@Override

publicvoidmouseReleased（MouseEvente）{

}

@Override

publicvoidmouseEntered（MouseEvente）{

}

@Override

publicvoidmouseExited（MouseEvente）{

}

}

程序的截图

/*

*java图形界面

*/

importjava.awt.Color;

importjava.awt.FlowLayout;

importjava.awt.Font;

importjava.awt.event.ActionEvent;

importjava.awt.event.ActionListener;

importjava.awt.event.WindowStateListener;

importjavax.swing.Action;

importjavax.swing.JApplet;

importjavax.swing.JButton;

importjavax.swing.JFrame;

importjavax.swing.JLabel;

importjavax.swing.JOptionPane;

importjavax.swing.JPanel;

importjavax.swing.JPasswordField;

importjavax.swing.JTextField;

importjavax.swing.event.DocumentEvent;

importjavax.swing.event.DocumentListener;

importjavax.swing.text.Document;

publicclassWindowLoginextendsJFrameimplementsActionListener,DocumentListener{

JTextFieldtext_userName,

text_code;

JPasswordFieldtext_userPass;

JLabellabel_prompt,

label_title,

label_userName,

label_userPass,

label_code;

JPanelpanel_firt;

JButtonbtn_land;

//btn_register;

ValidCodevcode;

publicWindowLogin（）{

}

publicWindowLogin（Stringtitle,intx,inty,intwidth,intheigth）{

init（）;

this.setLayout（null）;

this.setBounds（x,y,width,heigth）;

this.setTitle（title）;

this.setVisible（true）;

this.setDefaultCloseOperation（EXIT_ON_CLOSE）;

this.getContentPane（）.setBackground（newColor（190,250,249））;

}

voidinit（）{

this.setLocationRelativeTo（null）;

label_title=newJLabel（"教务管理系统登录"）;

label_title.setFont（newFont（"宋体",0,30））;

panel_firt=newJPanel（）;

panel_firt.add（label_title）;

panel_firt.setBounds（100,30,250,45）;

panel_firt.setOpaque（false）;

this.add（panel_firt）;

label_userName=newJLabel（"用户名：

"）;

label_userName.setBounds（80,90,60,35）;

label_userPass=newJLabel（"密码：

"）;

label_userPass.setBounds（80,140,60,35）;

label_code=newJLabel（"验证码：

"）;

label_code.setBounds（80,190,60,35）;

label_prompt=newJLabel（"请输入验证码,再登录"）;

label_prompt.setBounds（270,230,120,35）;

label_prompt.setForeground（Color.red）;

text_userName=newJTextField（）;

text_userName.setBounds（140,90,135,35）;

text_userName.setFont（newFont（"宋体",Font.BOLD,20））;

text_userPass=newJPasswordField（）;

text_userPass.setBounds（140,140,135,35）;

text_code=newJTextField（）;

text_code.setBounds（140,190,75,35）;

text_code.getDocument（）.addDocumentListener（this）;

text_code.setFont（newFont（"宋体",Font.BOLD,20））;

btn_land=newJButton（"登录"）;

btn_land.setBounds（165,230,100,35）;

btn_land.setBackground（newColor（224,255,255））;

btn_land.setForeground（Color.blue）;

btn_land.setFont（newFont（"Dialog",Font.BOLD,24））;

btn_land.addActionListener（this）;

btn_land.setEnabled（false）;

vcode=newValidCode（）;

vcode.setBounds（220,185,80,35）;

add（label_userName）;

add（text_userName）;

add（label_userPass）;

add（text_userPass）;

add（label_code）;

add（text_code）;

add（label_prompt）;

add（vcode）;

add（btn_land）;

}

@Override

publicvoidactionPerformed（ActionEventarg0）{

if（arg0.getSource（）==btn_land）{

Stringcode=text_code.getText（）;

code.trim（）;

if（code.toLowerCase（）.equals（vcode.getCode（）.toLowerCase（）））{

if（text_userName.getText（）.equals（"admin"））{

if（String.valueOf（text_userPass.getPassword（））.equals（"123456"））{

code="登录成功";

}else{

code="密码错误";

}

}else{

code="用户名错误";

}

}else{

code="验证码错误";

}

vcode.nextCode（）;

JOptionPane.showMessageDialog（this,code,"提示",JOptionPane.WARNING_MESSAGE）;

}

}

@Override

publicvoidinsertUpdate（DocumentEvente）{

Stringcode=text_code.getText（）;

code.trim（）;

if（code.length（）==4）{

btn_land.setEnabled（true）;

label_prompt.setVisible（false）;

}

else{

btn_land.setEnabled（false）;

label_prompt.setVisible（true）;

}

//vcode.getCode（）;

}

@Override

publicvoidremoveUpdate（DocumentEvente）{

insertUpdate（e）;

}

@Override

publicvoidchangedUpdate（DocumentEvente）{

insertUpdate（e）;

}

}

4.2实验结果

登录时，系统随机生成验证码，用户输入验证码后系统先判断验证码是否正确，则提示用户验证失败，并重新随机生成一个新的验证码，如果输入的验证码正确，则提示验证成功。

5、实验总结

通过本次实验了解到验证码的作用所在，也简单实现了，登录时系统随机生成验证码，并显示在图片中；用户输入验证码后系统先判断验证码是否正确，如果不正确，则提示用户验证失败，并重新随机生成一个新的验证码，等待用户再次输入；如果输入的验证码正确，则提示验证成功。