在web開發領域里面，驗證碼是一個比較常見的功能，而歸根到底，驗證碼其實就是一組隨機數，或者是一個隨機算術
一、基本知識
1、為什么需要驗證碼？
驗證碼，很多時候出現在注冊頁面或者登陸界面，在這些頁面中有可能會出現惡意注冊和暴力破解，這時候驗證碼可以有效防范這些攻擊。所以，總的來說，驗證碼很多時候是為了防止不法分子對網站進行惡意的注冊和攻擊，是一種有效的攔截手段。
2、驗證碼的工作原理
首先，我們要明確一點就是，驗證碼實際是在服務器端產生的，因為如果在前端參數的話並不能有效攔截，因此很多時候，在攔截時我們都需要在服務器端進行相關操作，防止黑客繞過前端驗證直接非法訪問。
驗證碼的工作原理其實方幾個步驟：首先，服務端隨機產生幾個隨機數或者隨機算式，然后通過session對象將數據傳輸到客戶端，客戶端輸入驗證碼，通過r表單將數據提交到服務器，服務器提取數據之后和產生的隨機數字或者算式的結果對比，以此進行驗證。
當然，很多時候，簡單的驗證碼很容易被圖像識別軟件破解，所以現在很多時候更流行短信驗證等方式，但是，一下討論的均是簡單的數字圖片驗證。
二、驗證碼的實現過程
1、首先，驗證碼其實就是在服務端產生一張帶有驗證碼數字或者算式的圖片，所以，在這個過程要用到gui知識，具體請先看一下代碼
//1、驗證碼界面
//驗證碼的寬和高
int width = 70;
int height = 30;
/*
*圖像緩沖對象（注意：在多次對某個對象操作時，為了提高效率，很多時候選擇用緩沖對象來進行操作，
因為緩沖類的對象很多時候是可以即時改變對象的數據的）
*/
BufferedImage bufferedImage = new BufferedImage(width,height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
//創建圖像操作對象，用於操作驗證碼圖片對象
Graphics2D g = bufferedImage.createGraphics();
//創建字體對象方便操作圖像字體的屬性
Font font = new Font("Times New Roman",Font.PLAIN,18);
g.setFont(font);
//設置相關顏色等等
g.setColor(Color.BLACK);
g.drawRect(0,0,width-1,height-1);
g.setColor(Color.GRAY);
以上創建了一個基本的驗證碼圖片，注意很多時候如果要反復對象對某個對象進行修改操作時（如某個字符串，需要反復進行拼接操作時，為提高性能，一般選擇用緩沖類的對象進行操作之后再轉換為相關對象）。以上是產生驗證碼的gui主要代碼，具體的步驟不啰嗦了，請參考代碼吧。
2、創建好相關的驗證碼圖片界面之后，下一步就是產生隨機數了，請先看以下代碼：
//2、產生隨機數
//定義生成隨機數的對象
Random random = new Random();
//產生干擾線
for(int i=0;i<40;i++){
//設置40條干擾線
int x1 = random.nextInt(width);
int y1 = random.nextInt(height);
int x2 = random.nextInt(10);
int y2 = random.nextInt(10);
//將隨機線條描繪到驗證碼對象中
g.drawLine(x1,y1,x1+x2,y1+y2);
}
//產生隨機數
//定義隨機數的個數
int length = 4
//定義 變量存儲隨機數字變量
BufferedString str_random = new BufferedString();//定義成緩沖字符類型是為了提高效率
for(int i=0;i<length;i++){
int num_random = random.nextInt(10);
String str_num = String.valueOf(num_random);
g.drawString(str_num);
str_random.append(str_num);
}
以上主要通過Random隨機數產生對象來產生隨機數字，其中注意要在反復第String類型操作的時候，將其定義成BufferedString進行操作比較高效。具體的操作並沒有涉及什么新技術，請查看代碼。
3、完成產生隨機數的步驟之后，剩下的就是將產生的隨機數發送出去了。請看代碼
//3、發送驗證碼圖片數據
bufferedImg.flush();//刷新與圖像緩沖有關的數據
g.dispose();//釋放與Graphice2D有關的對象的資源
String randomCode = str_random.toString();
session.setAttribute("randomCode",randomCode.toString());//通過session傳遞隨機碼給其他頁面用於驗證身份
ServletOutputStream outputStream = response.getOutputStream();
ImageIO.write(bufferedImg,"jpeg",outputStream);
outputStream.close();
out.clear();
out=pageContext.pushBody();
以上的發送驗證碼也是比較簡單，只是通過網絡流進行發送操作，其中，注意Graphics2D的資源釋放和IO流的關閉就好了。其中，將驗證碼通過session發送給其他頁面使用。
三、總結
以上實現了簡單的數字驗證碼功能，其中涉及到的技術主要是javaGUI、IO操作和servlet技術的session技術。類似的，實現算式的驗證碼也是類似的步驟，具體的就不多說，下面的代碼是實現了簡單的算式驗證碼的代碼參考：
int width = 70,height = 22;
if(request.getParameter("width")!=null){
try{
width=Integer.parseInt(request.getParameter("width"));
}catch(NumberFormatException e) {
}
}
BufferedImage bufferedImg = new BufferedImage(width,height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
Graphics2D g = bufferedImg.createGraphics();
g.setColor(Color.WHITE);
g.fillRect(0,0,width,height);
Font font = new Font("Times New Roman",Font.PLAIN,18);
g.setFont(font);
g.setColor(Color.BLACK);
g.drawRect(0,0,width-1,height-1);
g.setColor(Color.GRAY);
Random random = new Random();//設置隨機種子
for(int i=0;i<40;i++){
//設置40條干擾線
int x1 = random.nextInt(width);
int y1 = random.nextInt(height);
int x2 = random.nextInt(10);
int y2 = random.nextInt(10);
g.drawLine(x1,y1,x1+x2,y1+y2);
}
int length = 4;//設置默認生成四個長度的驗證碼
if(request.getParameter("length")!=null){
try{
length = Integer.parseInt(request.getParameter("length"));
}catch(NumberFormatException e){
out.println("<script>alert('無法加載驗證碼，請重新操作！')</script");
e.printStackTrace();
}
}
//定義變量存儲運算結果
int result = 0;
//定義一個int用於存儲某個數字后面的運算符，1代表+，2代表-，初始化為0
int int_sign = 0;
for(int i = 0;i<length;i++){//獲取隨機數字字符串
int num_random = random.nextInt(10);
//根據符號標記標量int_sign進行相應的運算
if(int_sign==2){
result = result - num_random;
}else{
result = result + num_random;
}
String strRand = String.valueOf(num_random);
g.setColor(Color.RED);
g.drawString(strRand,13 * i + 6, 16);
//隨機獲取運算符號
if(i<length-1){
int sign_random = random.nextInt(2);
if(sign_random<1){
g.setColor(Color.GREEN);
g.drawString("+",13 * i + 12, 16);
int_sign = 1;
}else{
g.setColor(Color.BLUE);
g.drawString("-",13 * i + 12, 16);
int_sign = 2;
}
}else{
g.drawString("=?",13 * i + 12, 16);
}
}
bufferedImg.flush();
g.dispose();
session.setAttribute("randomCode",result);
response.setContentType("image/jpeg");
response.setHeader("Pragam","no-cache");
response.setHeader("Cache-Control","no-cache");
response.setDateHeader("Expires",0);
ServletOutputStream outputStream = response.getOutputStream();
ImageIO.write(bufferedImg,"jpeg",outputStream);
outputStream.close();
out.clear();
out=pageContext.pushBody();
好了，驗證碼的總結就到此結束，有什么不足的地方請各位大神指正！