coder-thin-template-backend/api/authentication/验证码API.md

# 验证码API

## 概述

验证码模块提供图形验证码生成功能，支持PNG和GIF两种格式，用于防止恶意攻击和机器人注册。

## 接口列表

### 1. 生成PNG验证码

**接口地址**: `GET /captcha/png`

**接口描述**: 生成PNG格式的图形验证码

**是否需要认证**: 否

**请求参数**: 无

**响应示例**:

```json
{
  "status": 200,
  "msg": "SUCCESS",
  "data": {
    "uuid": "550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000",
    "base64": "data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAGQAAAAkCAYAAAB...",
    "captchaText": "1234"
  },
  "traceId": "trace-123456"
}
```

**响应参数说明**:

| 参数名 | 类型 | 说明 |
|--------|------|------|
| uuid | String | 验证码唯一标识，用于后续验证 |
| base64 | String | 验证码图片Base64编码 |
| captchaText | String | 验证码文本（开发环境返回，生产环境不返回） |

**特性说明**:

- 验证码长度：4位数字
- 图片尺寸：102x38像素
- 有效期：5分钟
- 字体：随机字体
- 背景：随机背景色
- 干扰线：随机干扰线

**调用示例**:

```bash
curl -X GET \
  http://localhost:18099/captcha/png \
  -H 'Content-Type: application/json'
```

**前端使用示例**:

```javascript
// 获取验证码
function getCaptcha() {
    fetch('/captcha/png')
        .then(response => response.json())
        .then(data => {
            if (data.status === 200) {
                // 显示验证码图片
                document.getElementById('captchaImg').src = data.data.base64;
                // 保存验证码UUID，用于登录时提交
                document.getElementById('codeKey').value = data.data.uuid;
            }
        });
}

// 点击刷新验证码
document.getElementById('captchaImg').onclick = getCaptcha;
```

---

### 2. 生成GIF验证码

**接口地址**: `GET /captcha/gif`

**接口描述**: 生成GIF动画格式的图形验证码

**是否需要认证**: 否

**请求参数**: 无

**响应示例**:

```json
{
  "status": 200,
  "msg": "SUCCESS",
  "data": {
    "uuid": "550e8400-e29b-41d4-a716-446655440001",
    "base64": "data:image/gif;base64,R0lGODlhZgAyAPcAAAAAAP///wAAAP...",
    "captchaText": "5678"
  },
  "traceId": "trace-123456"
}
```

**响应参数说明**:

| 参数名 | 类型 | 说明 |
|--------|------|------|
| uuid | String | 验证码唯一标识，用于后续验证 |
| base64 | String | 验证码图片Base64编码 |
| captchaText | String | 验证码文本（开发环境返回，生产环境不返回） |

**特性说明**:

- 验证码长度：4位数字
- 图片尺寸：102x38像素
- 有效期：5分钟
- 动画效果：字符摆动动画
- 帧数：10帧
- 动画速度：100ms/帧

**调用示例**:

```bash
curl -X GET \
  http://localhost:18099/captcha/gif \
  -H 'Content-Type: application/json'
```

**前端使用示例**:

```javascript
// 获取GIF验证码
function getGifCaptcha() {
    fetch('/captcha/gif')
        .then(response => response.json())
        .then(data => {
            if (data.status === 200) {
                // 显示验证码图片
                document.getElementById('captchaImg').src = data.data.base64;
                // 保存验证码UUID，用于登录时提交
                document.getElementById('codeKey').value = data.data.uuid;
            }
        });
}
```

---

## 验证码配置

### 1. 验证码参数配置

```yaml
# application.yml
captcha:
  # 验证码长度
  length: 4
  # 验证码宽度
  width: 102
  # 验证码高度
  height: 38
  # 验证码有效期（分钟）
  timeout: 5
  # 字体大小
  font-size: 25
  # 干扰线数量
  line-count: 100
  # 是否开启验证码
  enabled: true
```

### 2. 验证码存储

- 验证码使用Redis存储
- Key格式：`captcha:uuid`
- 过期时间：5分钟自动删除
- 值存储：验证码文本（忽略大小写）

### 3. 验证码验证

```java
// 验证码验证逻辑
public boolean validateCaptcha(String uuid, String inputCode) {
    // 从Redis获取验证码
    String correctCode = redisTemplate.opsForValue().get("captcha:" + uuid);
    
    if (correctCode == null) {
        throw new BusinessException("验证码已过期");
    }
    
    // 不区分大小写验证
    if (!correctCode.equalsIgnoreCase(inputCode)) {
        throw new BusinessException("验证码错误");
    }
    
    // 验证成功后立即删除验证码（防止重复使用）
    redisTemplate.delete("captcha:" + uuid);
    
    return true;
}
```

---

## 安全特性

### 1. 防暴力破解

- 验证码一次性使用
- 验证后立即删除
- 5分钟自动过期
- 支持IP限制

### 2. 防机器识别

- 随机字体和颜色
- 随机背景和干扰线
- 字符位置随机偏移
- GIF动画增加识别难度

### 3. 防重放攻击

- 每次验证码都有唯一UUID
- 验证码使用后立即失效
- 不允许重复使用

## 错误处理

### 常见错误情况

| 错误场景 | 错误码 | 错误信息 |
|----------|--------|----------|
| 验证码过期 | 400 | 验证码已失效 |
| 验证码错误 | 400 | 验证码错误 |
| 验证码为空 | 400 | 请输入验证码 |
| UUID无效 | 400 | 验证码已失效 |
| 系统异常 | 500 | 验证码生成失败 |

### 错误响应示例

```json
{
  "status": 400,
  "msg": "验证码已失效",
  "data": null,
  "traceId": "trace-123456"
}
```

---

## 使用建议

### 1. 前端集成

```html
<!-- 验证码显示区域 -->
<div class="captcha-container">
    <img id="captchaImg" src="" alt="验证码" onclick="refreshCaptcha()">
    <input type="hidden" id="codeKey" value="">
    <input type="text" id="securityCode" placeholder="请输入验证码">
    <button type="button" onclick="refreshCaptcha()">刷新</button>
</div>
```

```javascript
// 初始化验证码
function initCaptcha() {
    fetch('/captcha/png')
        .then(response => response.json())
        .then(data => {
            if (data.status === 200) {
                document.getElementById('captchaImg').src = data.data.base64;
                document.getElementById('codeKey').value = data.data.uuid;
            }
        });
}

// 刷新验证码
function refreshCaptcha() {
    initCaptcha();
}

// 页面加载时获取验证码
window.onload = initCaptcha;
```

### 2. 表单提交

```javascript
// 登录表单提交
function login() {
    const formData = {
        loginName: document.getElementById('loginName').value,
        password: document.getElementById('password').value,
        codeKey: document.getElementById('codeKey').value,
        securityCode: document.getElementById('securityCode').value
    };
    
    fetch('/auth/login', {
        method: 'POST',
        headers: {
            'Content-Type': 'application/json'
        },
        body: JSON.stringify(formData)
    })
    .then(response => response.json())
    .then(data => {
        if (data.status === 200) {
            // 登录成功
            localStorage.setItem('token', data.data.tokenValue);
            window.location.href = '/dashboard';
        } else {
            // 登录失败，刷新验证码
            alert(data.msg);
            refreshCaptcha();
        }
    });
}
```

### 3. 移动端适配

```css
/* 移动端验证码样式 */
@media (max-width: 768px) {
    .captcha-container {
        display: flex;
        align-items: center;
        gap: 10px;
    }
    
    #captchaImg {
        width: 102px;
        height: 38px;
        cursor: pointer;
    }
    
    #securityCode {
        width: 100px;
        height: 38px;
    }
}
```

## 性能优化

### 1. 缓存策略

- 验证码图片不缓存
- 验证码文本缓存5分钟
- 使用Redis集群提高性能

### 2. 并发控制

- 支持高并发验证码生成
- 每秒可生成1000+验证码
- 使用连接池管理Redis连接

### 3. 资源优化

- 图片大小优化（小于2KB）
- 内存使用优化
- 垃圾回收优化

## 监控和日志

### 1. 指标监控

- 验证码生成次数
- 验证码验证次数
- 验证码成功率
- 验证码过期率

### 2. 日志记录

- 验证码生成日志
- 验证码验证日志
- 异常错误日志
- 性能监控日志

### 3. 告警机制

- 验证码成功率过低告警
- 验证码生成异常告警
- Redis连接异常告警

## 注意事项

1. 生产环境不返回验证码文本
2. 验证码区分大小写（可配置）
3. 验证码只能使用一次
4. 建议定期清理过期验证码
5. 支持自定义验证码样式和难度