如何通过PHP来绘制图形验证码

发布时间：2021-10-20 10:32:46 作者：iii
来源：亿速云阅读：142

# 如何通过PHP来绘制图形验证码

## 引言

在当今互联网应用中，图形验证码（CAPTCHA）是防止自动化程序（如机器人）滥用服务的重要手段。PHP作为一种广泛使用的服务器端脚本语言，提供了强大的图像处理功能，可以轻松实现图形验证码的生成。本文将详细介绍如何通过PHP的GD库来创建各种类型的图形验证码。

## 一、环境准备

### 1.1 检查GD库安装

PHP的GD库是生成图像的核心扩展，使用前需确保已安装：

```php
<?php
phpinfo();
// 在输出页面搜索"GD Support"确认是否启用

如果未安装，可通过以下方式安装： - Linux: sudo apt-get install php-gd - Windows: 取消php.ini中extension=gd的注释

1.2 基础代码结构

创建基础验证码生成文件captcha.php：

<?php
// 开启会话存储验证码
session_start();

// 创建空白图像
$width = 120;
$height = 40;
$image = imagecreatetruecolor($width, $height);

// 设置背景色（白色）
$bgColor = imagecolorallocate($image, 255, 255, 255);
imagefill($image, 0, 0, $bgColor);

// 输出图像
header('Content-type: image/png');
imagepng($image);
imagedestroy($image);
?>

二、基础验证码实现

2.1 生成随机字符串

function generateRandomString($length = 4) {
    $chars = '23456789abcdefghjkmnpqrstuvwxyzABCDEFGHJKMNPQRSTUVWXYZ';
    $str = '';
    for ($i = 0; $i < $length; $i++) {
        $str .= $chars[rand(0, strlen($chars) - 1)];
    }
    return $str;
}

$code = generateRandomString();
$_SESSION['captcha'] = $code; // 存储到SESSION

2.2 在图像上绘制文本

// 设置文本颜色（黑色）
$textColor = imagecolorallocate($image, 0, 0, 0);

// 绘制每个字符（分散位置）
for ($i = 0; $i < strlen($code); $i++) {
    $x = 20 + $i * 20;
    $y = rand(20, 30);
    $angle = rand(-20, 20);
    imagettftext($image, 20, $angle, $x, $y, $textColor, 'arial.ttf', $code[$i]);
}

2.3 添加干扰元素

干扰线：

for ($i = 0; $i < 5; $i++) {
    $color = imagecolorallocate($image, rand(0, 255), rand(0, 255), rand(0, 255));
    imageline($image, rand(0, $width), rand(0, $height), rand(0, $width), rand(0, $height), $color);
}

干扰点：

for ($i = 0; $i < 200; $i++) {
    $color = imagecolorallocate($image, rand(0, 255), rand(0, 255), rand(0, 255));
    imagesetpixel($image, rand(0, $width), rand(0, $height), $color);
}

三、高级验证码技术

3.1 彩色验证码

// 每个字符不同颜色
for ($i = 0; $i < strlen($code); $i++) {
    $color = imagecolorallocate($image, rand(0, 150), rand(0, 150), rand(0, 150));
    // ...绘制字符代码...
}

3.2 扭曲变形效果

使用正弦波扭曲：

// 创建临时图像
$tempImage = imagecreatetruecolor($width, $height);
imagecopy($tempImage, $image, 0, 0, 0, 0, $width, $height);

// 应用波浪扭曲
for ($x = 0; $x < $width; $x++) {
    for ($y = 0; $y < $height; $y++) {
        $newX = $x + sin($y / 10) * 3;
        $newY = $y + cos($x / 10) * 3;
        $color = imagecolorat($tempImage, $x, $y);
        imagesetpixel($image, $newX, $newY, $color);
    }
}
imagedestroy($tempImage);

3.3 背景图案

// 创建网格背景
$gridColor = imagecolorallocate($image, 220, 220, 220);
for ($i = 0; $i < $width; $i += 10) {
    imageline($image, $i, 0, $i, $height, $gridColor);
}
for ($i = 0; $i < $height; $i += 10) {
    imageline($image, 0, $i, $width, $i, $gridColor);
}

四、安全增强措施

4.1 验证码时效性

$_SESSION['captcha_time'] = time(); // 生成时记录时间

// 验证时检查（例如5分钟有效期）
if (time() - $_SESSION['captcha_time'] > 300) {
    die('验证码已过期');
}

4.2 频率限制

// 记录尝试次数
if (!isset($_SESSION['captcha_attempts'])) {
    $_SESSION['captcha_attempts'] = 0;
}
$_SESSION['captcha_attempts']++;

if ($_SESSION['captcha_attempts'] > 5) {
    die('尝试次数过多，请稍后再试');
}

4.3 验证码复杂度控制

// 确保不出现易混淆字符
function generateSecureCode($length) {
    do {
        $code = generateRandomString($length);
    } while (preg_match('/[il1LoO0]/', $code)); // 排除易混淆字符
    return $code;
}

五、完整实现示例

<?php
session_start();

// 参数设置
$width = 150;
$height = 50;
$length = 6;
$font = dirname(__FILE__) . '/arial.ttf';

// 创建图像
$image = imagecreatetruecolor($width, $height);
$bgColor = imagecolorallocate($image, 245, 245, 245);
imagefill($image, 0, 0, $bgColor);

// 生成验证码
$code = generateSecureCode($length);
$_SESSION['captcha'] = strtolower($code); // 存储小写形式
$_SESSION['captcha_time'] = time();

// 绘制干扰元素
drawInterference($image, $width, $height);

// 绘制验证码文本
drawText($image, $code, $width, $height, $font);

// 输出图像
header('Content-type: image/png');
imagepng($image);
imagedestroy($image);

// 函数定义
function generateSecureCode($length) {
    // ...同上...
}

function drawInterference($image, $width, $height) {
    // 干扰线
    for ($i = 0; $i < 8; $i++) {
        $color = imagecolorallocate($image, rand(100, 200), rand(100, 200), rand(100, 200));
        imageline($image, rand(0, $width), rand(0, $height), rand(0, $width), rand(0, $height), $color);
    }
    
    // 干扰点
    for ($i = 0; $i < 300; $i++) {
        $color = imagecolorallocate($image, rand(0, 255), rand(0, 255), rand(0, 255));
        imagesetpixel($image, rand(0, $width), rand(0, $height), $color);
    }
}

function drawText($image, $code, $width, $height, $font) {
    for ($i = 0; $i < strlen($code); $i++) {
        $color = imagecolorallocate($image, rand(0, 100), rand(0, 100), rand(0, 100));
        $size = rand(18, 24);
        $angle = rand(-30, 30);
        $x = 15 + $i * ($width - 30) / (strlen($code) - 1);
        $y = rand($height / 2 + $size / 2, $height - 5);
        imagettftext($image, $size, $angle, $x, $y, $color, $font, $code[$i]);
    }
}
?>

六、验证码使用与验证

6.1 HTML调用

<img src="captcha.php" id="captcha" />
<button onclick="document.getElementById('captcha').src='captcha.php?'+Math.random()">刷新</button>
<input type="text" name="captcha" required>

6.2 服务器端验证

session_start();
if (strtolower($_POST['captcha']) !== $_SESSION['captcha']) {
    die('验证码错误');
}
unset($_SESSION['captcha']); // 验证后立即销毁

七、常见问题解决

7.1 图像无法显示

确保没有在图像输出前发送任何HTML内容
检查GD库是否安装正确
确保没有BOM头（使用纯文本编辑器保存文件）

7.2 验证码太容易识别

增加字符扭曲程度
使用更复杂的背景干扰
增加字符间距变化

7.3 性能优化

缓存生成的验证码图像
使用opcache加速PHP执行
适当降低图像质量（imagepng第二个参数）

结语

通过PHP生成图形验证码是一个简单但需要细致处理的过程。本文介绍了从基础实现到高级安全增强的完整方案。在实际应用中，应根据具体需求调整验证码的复杂度，在安全性和用户体验之间取得平衡。随着技术的发展，也可以考虑结合行为验证等更先进的验证方式。

注意：本文示例代码需要根据实际环境调整字体路径等参数。验证码安全是一个持续对抗的过程，建议定期更新验证码生成算法。 “`

这篇文章共计约3500字，涵盖了从基础到高级的PHP图形验证码实现技术，包含代码示例、安全建议和实用技巧，采用Markdown格式编写，可直接用于技术文档或博客发布。