如何使用PHP创建图像验证码

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如何使用PHP创建图像验证码

PHP 图像验证码的实现完全基于GD 库,它是 PHP 官方内置的图像处理扩展,提供了画布创建、颜色分配、文本绘制、图形渲染、图片输出等全能力,是 PHP 图像处理的行业标准方案。

开启 GD 扩展

  • Windows 环境:打开php.ini,去掉extension=gd前的分号注释,重启 Web 服务(Apache/Nginx/PHP-FPM)
  • Linux 环境:编译 PHP 时添加--with-gd参数,或通过包管理器安装php-gd扩展(如yum install php-gd/apt install php-gd),重启服务生效

生成验证码

第一步:开启Session与配置

<?php
// 开启Session,用于存储验证码校验值(必须在输出前执行,无任何前置空格)
session_start();

// 引入验证码配置
$captchaConfig = [
    // 基础尺寸配置
    'width'       => 150,         // 验证码图片宽度
    'height'      => 50,          // 验证码图片高度
    // 字符配置
    'length'      => 4,           // 验证码字符长度,常用4-6位
    'charset'     => '23456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZ', // 字符集:去掉易混淆的0/O、1/l,提升用户体验
    'font_size'   => 24,          // 字体字号
    'font_file'   => './fonts/arial.ttf', // TTF字体文件路径,必须填写正确,否则无法绘制文字
    // 干扰项配置(平衡安全性与识别度)
    'line_num'    => 6,           // 干扰线数量
    'pixel_num'   => 100,         // 噪点数量
    // 安全配置
    'expire'      => 300,         // 验证码有效期,单位秒,默认5分钟
    'session_key' => 'captcha_code', // Session存储的key
];

第二步:创建画布+分配基础颜色

// 创建真彩色画布
$img = imagecreatetruecolor($captchaConfig['width'], $captchaConfig['height']);
// 分配背景色:浅色系背景,提升文字辨识度(240-255区间)
$bgColor = imagecolorallocate($img, 245, 245, 245);
// 分配文字颜色:深色系,随机生成避免固定色值被OCR识别
$textColor = imagecolorallocate($img, rand(10, 50), rand(10, 50), rand(10, 50));
// 填充画布背景
imagefill($img, 0, 0, $bgColor);
API 函数核心作用
imagecreatetruecolor(int $width, int $height)创建真彩色图像画布,是验证码的载体
imagecolorallocate(resource $image, int $red, int $green, int $blue)为画布分配 RGB 颜色,用于背景、文字、干扰项绘制
imagefill(resource $image, int $x, int $y, int $color)为画布填充背景色,从坐标 (x,y) 开始填充

第三步:生成随机验证码字符串

$code = '';
$charsetLen = strlen($captchaConfig['charset']);
for ($i = 0; $i < $captchaConfig['length']; $i++) {
    // 从字符集中随机取一个字符,拼接成最终验证码
    $code .= $captchaConfig['charset'][rand(0, $charsetLen - 1)];
}

第四步:绘制干扰元素(先画干扰项,再画文字,避免文字被遮挡)

// 绘制随机干扰线
for ($i = 0; $i < $captchaConfig['line_num']; $i++) {
    // 随机生成线条颜色(浅色系,不抢文字视觉)
    $lineColor = imagecolorallocate($img, rand(100, 200), rand(100, 200), rand(100, 200));
    // 随机生成线条起点和终点,贯穿整个画布
    imageline(
        $img,
        rand(0, $captchaConfig['width']),
        rand(0, $captchaConfig['height']),
        rand(0, $captchaConfig['width']),
        rand(0, $captchaConfig['height']),
        $lineColor
    );
}
// 绘制随机噪点
for ($i = 0; $i < $captchaConfig['pixel_num']; $i++) {
    // 随机生成噪点颜色
    $pixelColor = imagecolorallocate($img, rand(50, 150), rand(50, 150), rand(50, 150));
    // 随机生成噪点位置
    imagesetpixel($img, rand(0, $captchaConfig['width']), rand(0, $captchaConfig['height']), $pixelColor);
}
  • imageline(resource $image, int $x1, int $y1, int $x2, int $y2, int $color) 绘制直线,多用于添加干扰线,增加机器自动识别难度
  • imagesetpixel(resource $image, int $x, int $y, int $color)绘制单个像素点,用来生成噪点干扰,强化验证码防破解效果

第五步:绘制验证码字符到画布

// 计算单个字符的宽度,均匀分布在画布上
$singleWidth = $captchaConfig['width'] / $captchaConfig['length'];
for ($i = 0; $i < $captchaConfig['length']; $i++) {
    // 每个字符随机旋转-10到10度,防止机器识别
    $angle = rand(-10, 10);
    // 计算字符的x坐标,左右留边距,均匀分布
    $x = $singleWidth * $i + rand(5, 10);
    // 计算字符的y坐标,垂直居中(基线对齐,避免文字下沉)
    $y = $captchaConfig['height'] / 2 + $captchaConfig['font_size'] / 3;
    // 写入单个字符到画布
    imagettftext(
        $img,
        $captchaConfig['font_size'],
        $angle,
        $x,
        $y,
        $textColor,
        $captchaConfig['font_file'],
        $code[$i]
    );
}
  • imagettftext(resource $image, float $size, float $angle, int $x, int $y, int $color, string $font_file, string $text)写入 TrueType 字体文本,是绘制验证码字符的核心,支持自定义字体、字号、文字旋转角度

第六步:存储验证码到Session,完成服务端持久化

// 存储加密后的验证码+过期时间,生产环境建议加密存储,避免Session泄露
$_SESSION[$captchaConfig['session_key']] = [
    'code' => strtolower($code), // 转小写,实现不区分大小写校验,提升用户体验
    'expire_time' => time() + $captchaConfig['expire'] // 过期时间戳
];

第七步:输出图片到浏览器

// 声明响应头为PNG图片,禁止浏览器缓存
header('Content-Type: image/png');
header('Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate');
header('Pragma: no-cache');
// 输出图片
imagepng($img);
// 销毁画布资源,释放内存
imagedestroy($img);
  • imagepng(resource $image) 以 PNG 格式输出图像,可直接推送到浏览器,也能保存为图片文件
  • imagedestroy(resource $image) 销毁画布图像资源,释放服务器内存,是代码收尾必备操作
  • header(string $header) 设置 HTTP 响应头,告知浏览器返回内容为图片格式,避免页面出现乱码

校验验证码

<?php
// 1. 开启Session,与生成端保持一致
session_start();

// 2. 配置项,必须与生成端保持一致
$captchaConfig = [
    'session_key' => 'captcha_code',
];

// 3. 封装校验函数,可全局复用
function checkCaptcha(string $userInput): array
{
    global $captchaConfig;
    // 3.1 先判断用户是否输入了验证码
    if (empty($userInput)) {
        return ['status' => false, 'msg' => '请输入验证码'];
    }

    // 3.2 判断服务端是否存在验证码Session
    if (!isset($_SESSION[$captchaConfig['session_key']])) {
        return ['status' => false, 'msg' => '验证码已过期,请刷新重试'];
    }

    // 3.3 取出Session中的验证码数据
    $captchaData = $_SESSION[$captchaConfig['session_key']];

    // 3.4 校验验证码是否过期
    if (time() > $captchaData['expire_time']) {
        // 过期后立即销毁,防止复用
        unset($_SESSION[$captchaConfig['session_key']]);
        return ['status' => false, 'msg' => '验证码已过期,请刷新重试'];
    }

    // 3.5 校验验证码是否正确(统一转小写,不区分大小写)
    if (strtolower(trim($userInput)) !== $captchaData['code']) {
        // 校验失败立即销毁,防止暴力破解
        unset($_SESSION[$captchaConfig['session_key']]);
        return ['status' => false, 'msg' => '验证码错误,请刷新重试'];
    }

    // 3.6 校验成功,立即销毁当前验证码,防止重放攻击(单次有效)
    unset($_SESSION[$captchaConfig['session_key']]);
    return ['status' => true, 'msg' => '验证码校验通过'];
}

// 4. 调用示例(用户POST提交表单时)
if ($_SERVER['REQUEST_METHOD'] === 'POST') {
    // 获取用户输入的验证码
    $userCaptcha = $_POST['captcha'] ?? '';
    // 执行校验
    $checkResult = checkCaptcha($userCaptcha);
    
    if (!$checkResult['status']) {
        // 校验失败,返回错误信息
        echo json_encode(['code' => 400, 'msg' => $checkResult['msg']]);
        exit;
    }

    // 校验通过,执行后续业务逻辑(登录、注册、发送短信等)
    echo json_encode(['code' => 200, 'msg' => '操作成功']);
    exit;
}

生产环境注意事项与安全规范

  1. 必须使用 HTTPS 传输:验证码接口和表单提交接口必须通过 HTTPS 传输,防止中间人窃取验证码图片和提交内容,规避重放攻击。

  2. 验证码存储安全

    • 生产环境严禁将验证码原始字符串返回给前端,必须仅存储在服务端 Session/Redis 中;
    • 高并发场景建议使用 Redis 存储验证码,替代原生 Session,提升性能和分布式系统兼容性;
    • 建议对存储的验证码进行不可逆加密,避免 Session/Redis 泄露导致验证码被破解。
  3. 用户体验与安全平衡

    • 字符集必须剔除易混淆的0和O1和l2和Z等字符,减少用户输入错误;
    • 干扰线和噪点数量需合理,避免过度干扰导致用户无法识别;
    • 必须实现不区分大小写校验,降低用户输入门槛。
  4. 防暴力破解规范

    • 验证码必须单次有效,无论校验成功或失败,立即销毁,禁止重复使用;
    • 同一 IP 短时间内多次获取验证码,需进行频率限制,防止验证码被批量抓取;
    • 校验失败 3 次以上,必须强制刷新验证码,避免暴力枚举。
  5. 字体与资源规范

    • 必须使用开源免费字体,避免商用字体导致的版权风险;
    • 建议使用多种字体随机切换,每个字符使用不同字体,大幅提升 OCR 识别难度;
    • 字体文件路径建议使用绝对路径,避免相对路径导致的绘制失败。
  6. 输出规范

    • 必须设置禁止缓存的响应头,防止浏览器、CDN 缓存验证码图片,导致校验失败;
    • 输出图片前必须清空输出缓冲区,避免框架输出的多余内容导致图片乱码;
    • 图片输出后必须执行imagedestroy()销毁画布资源,避免服务器内存泄漏。
  7. 严禁存储敏感信息:验证码仅用于人机校验,禁止在其中嵌入用户 ID、密码等敏感信息。