xyc
5 天以前 664cae654867b528ea339f187ebe290cb04d6fcf
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
package com.trafficaudit.security.captcha;
 
import org.springframework.stereotype.Service;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.List;
import java.util.Locale;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
 
/**
 * 行为验证码:按提示顺序点击立体图形。
 * 服务端直接生成每个图形的等轴测几何面(多边形/椭圆/路径),前端只负责渲染,
 * 响应中不包含任何图形类型名称,答案只保存在服务端。
 */
@Service
public class CaptchaService {
 
    public static final int CANVAS_W = 340;
    public static final int CANVAS_H = 148;
 
    private static final int SHAPE_COUNT = 6;
    private static final int ANSWER_COUNT = 4;
    private static final long TTL_MILLIS = 5 * 60 * 1000L;
    private static final int MAX_FAIL = 3;
    private static final char[] ID_CHARS = "ABCDEFGHJKMNPQRSTUVWXYZ23456789".toCharArray();
 
    private static final Map<String, String> KIND_CN = new LinkedHashMap<>();
 
    static {
        KIND_CN.put("CUBE", "正方体");
        KIND_CN.put("BOX", "长方体");
        KIND_CN.put("CYLINDER", "圆柱");
        KIND_CN.put("CONE", "圆锥");
        KIND_CN.put("SPHERE", "球");
        KIND_CN.put("TRI_PRISM", "三棱柱");
        KIND_CN.put("PYRAMID", "金字塔");
        KIND_CN.put("HEX_PRISM", "六棱柱");
    }
 
    private static final String[] KINDS = KIND_CN.keySet().toArray(new String[0]);
    private static final String[] PATTERNS = {"dots", "grid", "lines", "rings", "cross", "tri"};
 
    private final Map<String, Challenge> store = new ConcurrentHashMap<>();
    private final Random random = new Random();
 
    public enum VerifyResult { OK, WRONG, NOT_FOUND, RETRY_LIMIT }
 
    public enum ConsumeResult { OK, WRONG, NOT_FOUND, NOT_VERIFIED }
 
    private static class Challenge {
        String id;
        List<String> answerKinds;
        Map<String, String> idToKind;
        boolean verified;
        long expireAt;
        int failCount;
    }
 
    /** 生成一组挑战,返回可直接下发前端的 JSON 结构。 */
    public Map<String, Object> generate() {
        boolean darkBg = random.nextBoolean();
        int bgHue = random.nextInt(360);
        int bgSat = 30 + random.nextInt(40);
        int bgLight = darkBg ? 14 + random.nextInt(16) : 74 + random.nextInt(16);
        String pattern = PATTERNS[random.nextInt(PATTERNS.length)];
        int patHue = (bgHue + 120 + random.nextInt(200)) % 360;
 
        int shapeSat = 55 + random.nextInt(30);
        int shapeLight = darkBg ? 60 + random.nextInt(18) : 28 + random.nextInt(16);
        int shapeHue = (bgHue + 30 + random.nextInt(300)) % 360;
 
        // 答案序列:随机取 ANSWER_COUNT 个不重复类型;其余位置用剩余类型填充
        List<String> pool = new ArrayList<>(Arrays.asList(KINDS));
        Collections.shuffle(pool, random);
        List<String> answerKinds = new ArrayList<>(pool.subList(0, ANSWER_COUNT));
        List<String> allKinds = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < SHAPE_COUNT; i++) {
            if (i < ANSWER_COUNT) {
                allKinds.add(answerKinds.get(i));
            } else {
                allKinds.add(pool.get(ANSWER_COUNT + random.nextInt(pool.size() - ANSWER_COUNT)));
            }
        }
        Collections.shuffle(allKinds, random);
 
        int cols = 3, rows = 2;
        List<Map<String, Object>> shapes = new ArrayList<>();
        Map<String, String> idToKind = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < SHAPE_COUNT; i++) {
            int col = i % cols, row = i / cols;
            double x = CANVAS_W * (col + 0.5) / cols + (random.nextDouble() * 24 - 12);
            double y = CANVAS_H * (row + 0.5) / rows + (random.nextDouble() * 20 - 10);
            double size = 0.6 + random.nextDouble() * 0.35;
            double rotate = (random.nextInt(5) - 2) * 6 + (random.nextInt(5) - 2);
            String kind = allKinds.get(i);
            String id = randomId();
            idToKind.put(id, kind);
            shapes.add(buildShape(kind, id, x, y, size, rotate,
                    (shapeHue + random.nextInt(40) - 20 + 360) % 360, shapeSat, shapeLight));
        }
 
        Challenge ch = new Challenge();
        ch.id = randomId();
        ch.answerKinds = answerKinds;
        ch.idToKind = idToKind;
        ch.expireAt = System.currentTimeMillis() + TTL_MILLIS;
        store.put(ch.id, ch);
 
        Map<String, Object> data = new LinkedHashMap<>();
        data.put("captchaId", ch.id);
        List<String> prompt = new ArrayList<>();
        for (String k : answerKinds) {
            prompt.add(KIND_CN.get(k));
        }
        data.put("prompt", prompt);
 
        Map<String, Object> bg = new LinkedHashMap<>();
        bg.put("hue", bgHue);
        bg.put("sat", bgSat);
        bg.put("light", bgLight);
        bg.put("pattern", pattern);
        bg.put("patternHue", patHue);
        bg.put("patternSat", 50);
        bg.put("patternLight", 60);
        bg.put("patternOpacity", 0.22);
        bg.put("patternSize", 9 + random.nextInt(8));
        data.put("background", bg);
        data.put("shapes", shapes);
        return data;
    }
 
    /** 校验点击顺序;通过后标记已认证,登录时消费。 */
    public VerifyResult verify(String captchaId, List<String> clickIds) {
        Challenge ch = getLive(captchaId);
        if (ch == null) {
            return VerifyResult.NOT_FOUND;
        }
        if (match(ch, clickIds)) {
            ch.verified = true;
            return VerifyResult.OK;
        }
        ch.failCount++;
        if (ch.failCount >= MAX_FAIL) {
            store.remove(ch.id);
            return VerifyResult.RETRY_LIMIT;
        }
        return VerifyResult.WRONG;
    }
 
    /** 登录时消费验证码:一次性,校验答案并删除挑战。 */
    public ConsumeResult consume(String captchaId, List<String> clickIds) {
        Challenge ch = getLive(captchaId);
        if (ch == null) {
            return ConsumeResult.NOT_FOUND;
        }
        store.remove(ch.id);
        if (!ch.verified) {
            return ConsumeResult.NOT_VERIFIED;
        }
        if (!match(ch, clickIds)) {
            return ConsumeResult.WRONG;
        }
        return ConsumeResult.OK;
    }
 
    private Challenge getLive(String captchaId) {
        if (captchaId == null || captchaId.isEmpty()) {
            return null;
        }
        Challenge ch = store.get(captchaId);
        if (ch == null) {
            return null;
        }
        if (ch.expireAt < System.currentTimeMillis()) {
            store.remove(ch.id);
            return null;
        }
        return ch;
    }
 
    private boolean match(Challenge ch, List<String> clickIds) {
        if (clickIds == null || clickIds.isEmpty() || clickIds.size() != ch.answerKinds.size()) {
            return false;
        }
        List<String> got = new ArrayList<>();
        for (String id : clickIds) {
            String kind = ch.idToKind.get(id);
            if (kind == null) {
                return false;
            }
            got.add(kind);
        }
        return ch.answerKinds.equals(got);
    }
 
    private String randomId() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder(6);
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            sb.append(ID_CHARS[random.nextInt(ID_CHARS.length)]);
        }
        return sb.toString();
    }
 
    // ==================== 等轴测几何生成 ====================
 
    private Map<String, Object> buildShape(String kind, String id, double x, double y, double size,
                                           double rotate, int hue, int sat, int light) {
        ShapeArt art;
        switch (kind) {
            case "CUBE": art = cube(hue, sat, light); break;
            case "BOX": art = box(hue, sat, light); break;
            case "CYLINDER": art = cylinder(hue, sat, light); break;
            case "CONE": art = cone(hue, sat, light); break;
            case "SPHERE": art = sphere(hue, sat, light); break;
            case "TRI_PRISM": art = triPrism(hue, sat, light); break;
            case "PYRAMID": art = pyramid(hue, sat, light); break;
            case "HEX_PRISM": art = hexPrism(hue, sat, light); break;
            default: art = cube(hue, sat, light);
        }
        Map<String, Object> m = new LinkedHashMap<>();
        m.put("id", id);
        m.put("x", x);
        m.put("y", y);
        m.put("size", size);
        m.put("rotate", rotate);
        m.put("hitW", art.bbox[0]);
        m.put("hitH", art.bbox[1]);
        m.put("faces", art.faces);
        return m;
    }
 
    private static class ShapeArt {
        List<Map<String, Object>> faces;
        double[] bbox; // {w, h} 未旋转未缩放时的包围盒
 
        ShapeArt(List<Map<String, Object>> faces, double w, double h) {
            this.faces = faces;
            this.bbox = new double[]{w, h};
        }
    }
 
    private static Map<String, Object> poly(String pts, String fill, String stroke) {
        Map<String, Object> f = new LinkedHashMap<>();
        f.put("type", "poly");
        f.put("pts", pts);
        f.put("fill", fill);
        f.put("stroke", stroke);
        f.put("sw", 1.2);
        return f;
    }
 
    private static Map<String, Object> ellipse(double cx, double cy, double rx, double ry,
                                               String fill, String stroke, double opacity) {
        Map<String, Object> f = new LinkedHashMap<>();
        f.put("type", "ellipse");
        f.put("cx", cx);
        f.put("cy", cy);
        f.put("rx", rx);
        f.put("ry", ry);
        f.put("fill", fill);
        f.put("stroke", stroke);
        f.put("sw", opacity > 0 ? 0 : 1.2);
        f.put("opacity", opacity);
        return f;
    }
 
    private static Map<String, Object> path(String d, String fill, String stroke) {
        Map<String, Object> f = new LinkedHashMap<>();
        f.put("type", "path");
        f.put("d", d);
        f.put("fill", fill);
        f.put("stroke", stroke);
        f.put("sw", 1.2);
        return f;
    }
 
    private static String hsl(int h, int s, int l) {
        return "hsl(" + h + "," + s + "%," + l + "%)";
    }
 
    private static Map<String, Object> stop(double offset, String color) {
        Map<String, Object> m = new LinkedHashMap<>();
        m.put("o", offset);
        m.put("c", color);
        return m;
    }
 
    private static String shade(int h, int s, int l, int delta) {
        int v = Math.max(6, Math.min(94, l + delta));
        return hsl(h, s, v);
    }
 
    private static String fmt(double d) {
        return String.format(Locale.ROOT, "%.1f", d);
    }
 
    private static String pts(double... p) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < p.length; i += 2) {
            if (sb.length() > 0) {
                sb.append(' ');
            }
            sb.append(fmt(p[i])).append(',').append(fmt(p[i + 1]));
        }
        return sb.toString();
    }
 
    private static ShapeArt cube(int h, int s, int l) {
        double side = 26, d = 13, cy = d / 2;
        String fillTop = shade(h, s, l, 18);
        String fillFront = hsl(h, s, l);
        String fillRight = shade(h, s, l, -14);
        String stroke = shade(h, s, l, -30);
        List<Map<String, Object>> faces = new ArrayList<>();
        faces.add(poly(pts(-side / 2, -cy, side / 2, -cy, side / 2 + d, -cy - d, -side / 2 + d, -cy - d), fillTop, stroke));
        faces.add(poly(pts(side / 2, -cy, side / 2, -cy + side, side / 2 + d, -cy + side - d, side / 2 + d, -cy - d), fillRight, stroke));
        faces.add(poly(pts(-side / 2, -cy, side / 2, -cy, side / 2, -cy + side, -side / 2, -cy + side), fillFront, stroke));
        return new ShapeArt(faces, side + d, side + d);
    }
 
    private static ShapeArt box(int h, int s, int l) {
        double w = 34, height = 22, d = 14, cy = d / 2;
        String fillTop = shade(h, s, l, 18);
        String fillFront = hsl(h, s, l);
        String fillRight = shade(h, s, l, -14);
        String stroke = shade(h, s, l, -30);
        List<Map<String, Object>> faces = new ArrayList<>();
        faces.add(poly(pts(-w / 2, -cy, w / 2, -cy, w / 2 + d, -cy - d, -w / 2 + d, -cy - d), fillTop, stroke));
        faces.add(poly(pts(w / 2, -cy, w / 2, -cy + height, w / 2 + d, -cy + height - d, w / 2 + d, -cy - d), fillRight, stroke));
        faces.add(poly(pts(-w / 2, -cy, w / 2, -cy, w / 2, -cy + height, -w / 2, -cy + height), fillFront, stroke));
        return new ShapeArt(faces, w + d, height + d);
    }
 
    private static ShapeArt cylinder(int h, int s, int l) {
        double r = 18, height = 34;
        String fillSide = hsl(h, s, l);
        String fillTop = shade(h, s, l, 18);
        String stroke = shade(h, s, l, -30);
        List<Map<String, Object>> faces = new ArrayList<>();
        String side = "M" + fmt(-r) + "," + fmt(-height / 2)
                + " L" + fmt(-r) + "," + fmt(height / 2)
                + " A" + fmt(r) + "," + fmt(r * 0.45) + ",0,0,0," + fmt(r) + "," + fmt(height / 2)
                + " L" + fmt(r) + "," + fmt(-height / 2)
                + " A" + fmt(r) + "," + fmt(r * 0.45) + ",0,0,0," + fmt(-r) + "," + fmt(-height / 2) + " Z";
        faces.add(path(side, fillSide, stroke));
        faces.add(ellipse(0, -height / 2, r, r * 0.45, fillTop, stroke, 1));
        return new ShapeArt(faces, r * 2, height + r * 0.9);
    }
 
    private static ShapeArt cone(int h, int s, int l) {
        double r = 20, height = 38;
        double apexY = -height;
        double cy = (-height + r * 0.45) / 2;
        String fillBase = shade(h, s, l, -14);
        String fillSide = hsl(h, s, l);
        String stroke = shade(h, s, l, -30);
        List<Map<String, Object>> faces = new ArrayList<>();
        faces.add(ellipse(0, -cy, r, r * 0.45, fillBase, stroke, 1));
        String side = "M" + fmt(0) + "," + fmt(apexY - cy)
                + " L" + fmt(-r) + "," + fmt(-cy)
                + " A" + fmt(r) + "," + fmt(r * 0.45) + ",0,0,1," + fmt(r) + "," + fmt(-cy) + " Z";
        faces.add(path(side, fillSide, stroke));
        return new ShapeArt(faces, r * 2, height + r * 0.45);
    }
 
    private static ShapeArt sphere(int h, int s, int l) {
        double r = 21;
        String stroke = shade(h, s, l, -30);
        List<Map<String, Object>> faces = new ArrayList<>();
        Map<String, Object> grad = new LinkedHashMap<>();
        grad.put("id", "g");
        grad.put("cx", 0.35);
        grad.put("cy", 0.32);
        grad.put("r", 0.85);
        List<Map<String, Object>> stops = new ArrayList<>();
        stops.add(stop(0, shade(h, s, l, 26)));
        stops.add(stop(0.5, hsl(h, s, l)));
        stops.add(stop(1, shade(h, s, l, -20)));
        grad.put("stops", stops);
        Map<String, Object> f = new LinkedHashMap<>();
        f.put("type", "radial");
        f.put("cx", 0.0);
        f.put("cy", 0.0);
        f.put("r", r);
        f.put("grad", grad);
        f.put("stroke", stroke);
        f.put("sw", 1.2);
        faces.add(f);
        faces.add(ellipse(-r * 0.38, -r * 0.45, r * 0.3, r * 0.2, "#ffffff", "none", 0.65));
        faces.add(ellipse(r * 0.25, r * 0.45, r * 0.55, r * 0.2, shade(h, s, l, -32), "none", 0.45));
        return new ShapeArt(faces, r * 2, r * 2);
    }
 
    private static ShapeArt triPrism(int h, int s, int l) {
        double w = 34, height = 30, depth = 12;
        double cy = (depth * 0.5 + height) / 2;
        String fillTop = shade(h, s, l, 18);
        String fillRight = hsl(h, s, l);
        String fillLeft = shade(h, s, l, -14);
        String stroke = shade(h, s, l, -30);
        List<Map<String, Object>> faces = new ArrayList<>();
        faces.add(poly(pts(0, -cy + depth * 0.5, w / 2, -cy, -w / 2, -cy), fillTop, stroke));
        faces.add(poly(pts(0, -cy + depth * 0.5, w / 2, -cy, w / 2, -cy + height, 0, -cy + depth * 0.5 + height), fillRight, stroke));
        faces.add(poly(pts(0, -cy + depth * 0.5, -w / 2, -cy, -w / 2, -cy + height, 0, -cy + depth * 0.5 + height), fillLeft, stroke));
        return new ShapeArt(faces, w, depth * 0.5 + height);
    }
 
    private static ShapeArt pyramid(int h, int s, int l) {
        double half = 26, height = 34;
        double cy = (-height + half) / 2;
        String fillBase = shade(h, s, l, -20);
        String fillRight = hsl(h, s, l);
        String fillLeft = shade(h, s, l, -10);
        String stroke = shade(h, s, l, -30);
        List<Map<String, Object>> faces = new ArrayList<>();
        faces.add(poly(pts(0, -cy, half, -cy + half * 0.5, 0, -cy + half, -half, -cy + half * 0.5), fillBase, stroke));
        faces.add(poly(pts(0, -cy - height, 0, -cy, -half, -cy + half * 0.5), fillLeft, stroke));
        faces.add(poly(pts(0, -cy - height, 0, -cy, half, -cy + half * 0.5), fillRight, stroke));
        return new ShapeArt(faces, half * 2, height + half);
    }
 
    private static ShapeArt hexPrism(int h, int s, int l) {
        double r = 22, height = 28, ry = r * 0.433;
        double cy = ry;
        String fillTop = shade(h, s, l, 18);
        String fillR = hsl(h, s, l);
        String fillF = shade(h, s, l, -12);
        String fillL = shade(h, s, l, -22);
        String stroke = shade(h, s, l, -30);
        List<Map<String, Object>> faces = new ArrayList<>();
        faces.add(poly(pts(r, -cy, r * 0.5, -cy + ry, -r * 0.5, -cy + ry, -r, -cy,
                -r * 0.5, -cy - ry, r * 0.5, -cy - ry), fillTop, stroke));
        faces.add(poly(pts(r, -cy, r * 0.5, -cy + ry, r * 0.5, -cy + ry + height, r, -cy + height), fillR, stroke));
        faces.add(poly(pts(r * 0.5, -cy + ry, -r * 0.5, -cy + ry, -r * 0.5, -cy + ry + height, r * 0.5, -cy + ry + height), fillF, stroke));
        faces.add(poly(pts(-r * 0.5, -cy + ry, -r, -cy, -r, -cy + height, -r * 0.5, -cy + ry + height), fillL, stroke));
        return new ShapeArt(faces, r * 2, ry * 2 + height);
    }
}