基于Nodejs作为服务端，React作为前端框架，axios作为通讯框架，实现滑块验证

1. 为什么要自己写滑块验证

之前我面试一位前端的童鞋，应聘的是高级前端开发工程师，我问他在项目中有没有实现过滑块验证，他说有，我说你怎么做的，他说有很多的现成的框架可以用，我说不用框架，现在想让你自己设计一个滑块验证，你会怎么设计，他支支吾吾好半天，大概表达这么几点：
1. 前端实现一个容器图片和和滑块图片
1. 拖动滑块图片，判断边界，到达制定边界则表示验证成功
这听起来貌似没啥问题吧，听我接下来怎么问，我说你这验证都放前端了，那不相当于没验证，我直接模拟结果不就可以了
他想了想，又说，可以在服务端设定一个坐标点（x,y）然后把前端的坐标点传过去进行比较，判断是否完成验证
也貌似合理，我又问他，那你怎么保证重复验证和过期验证，或者说DOS的攻击
这次他想了很久，最后告诉我说，平时框架用的多，这个真的没弄过，很诚实，但是能看出来，缺乏思考。
这也是为什么我们要自己写滑块验证的根本原因，保证系统的安全性，防止DOS等安全问题
那具体怎么实现一个滑块验证呢，我们来大概阐述一下思路

2. 滑块验证的整体思路

1. 前端领取接口，告知服务端准备验证
1. 服务端创建会话，并管理会话周期
1. 进行DOS攻击验证（访问频率限制）
1. 定义主图尺寸，滑块尺寸
1. 生成主图和滑块图
1. 生成滑块随机位置，并保存在会话里
1. 返回会话ID和图像
1. 前端生成生成图像和滑块
1. 监听开始滑动，滑动，滑动结束等事件
1. 滑动事件结束后，请求服务端接口，返回会话ID和位置信息
1. 服务端验证会话信息和DOS攻击处理
1. 服务端验证是否完整滑块验证/成功->返回suc->删除会话/失败->返回fail
1. 前端验证成功/失败的逻辑业务

3. 具体实现

3.1 服务端

涉及到的npm包请自行install

// 导入所需的依赖库
// express：用于创建Web服务器和处理HTTP请求
const express = require('express');
// cors：用于处理跨域资源共享
const cors = require('cors');
// canvas：用于生成验证图像
const canvas = require('canvas');
// uuid：用于生成唯一的会话ID
const { v4: uuidv4 } = require('uuid');
// express-rate-limit：用于限制请求频率，防止恶意攻击
const rateLimit = require('express-rate-limit');// 创建express应用实例
const app = express();// 启用CORS中间件，允许跨域请求
app.use(cors());// 启用JSON解析中间件，用于解析请求体中的JSON数据
app.use(express.json());// 配置请求频率限制
// 针对生成验证图像的接口，限制更严格
const generateVerificationLimiter = rateLimit({windowMs: 60 * 1000, // 时间窗口：1分钟max: 10, // 每个IP在时间窗口内最多允许10次请求message: { success: false, message: '请求过于频繁，请1分钟后再试' },standardHeaders: true, // 向客户端返回速率限制信息legacyHeaders: false, // 禁用旧版速率限制头keyGenerator: (req) => {// 使用客户端IP作为限制的键return req.ip;}
});// 针对验证结果的接口，限制相对宽松一些
const verifyLimiter = rateLimit({windowMs: 60 * 1000, // 时间窗口：1分钟max: 20, // 每个IP在时间窗口内最多允许20次请求message: { success: false, message: '验证请求过于频繁，请1分钟后再试' },standardHeaders: true,legacyHeaders: false,keyGenerator: (req) => {return req.ip;}
});// 创建一个Map对象存储验证会话信息
// key: 会话ID，value: 包含缺口位置和时间戳的对象
const verificationSessions = new Map();// 创建一个Map对象存储IP地址的验证成功记录，用于进一步限制
const ipVerificationSuccess = new Map();// 定期清理过期的IP验证记录（每小时执行一次）
setInterval(() => {const now = Date.now();const oneHour = 60 * 60 * 1000; // 1小时的毫秒数ipVerificationSuccess.forEach((record, ip) => {// 清理超过1小时的记录if (now - record.timestamp > oneHour) {ipVerificationSuccess.delete(ip);}});
}, 60 * 60 * 1000);// 定义GET接口，用于生成滑块验证图像
// 应用请求频率限制中间件
app.get('/api/generate-verification', generateVerificationLimiter, async (req, res) => {try {// 获取客户端IPconst clientIp = req.ip;// 检查该IP最近的验证成功次数，若过多则进一步限制const successRecord = ipVerificationSuccess.get(clientIp) || { count: 0, timestamp: Date.now() };if (successRecord.count > 50) { // 1小时内超过50次验证成功，可能是自动化程序return res.status(429).json({success: false,message: '您的操作过于频繁，请稍后再试'});}// 定义验证图像的尺寸参数// 主图像宽度const width = 300;// 主图像高度const height = 150;// 滑块（拼图）的尺寸const puzzleSize = 40;// 随机生成缺口位置（确保在图像范围内）// 水平位置：确保滑块不会超出图像左侧和右侧边界const puzzleX = Math.floor(Math.random() * (width - puzzleSize * 2)) + puzzleSize;// 垂直位置：确保滑块不会超出图像顶部和底部边界const puzzleY = Math.floor(Math.random() * (height - puzzleSize));// 创建主画布（带缺口的背景图）const mainCanvas = canvas.createCanvas(width, height);// 获取2D绘图上下文，用于绘制图像const mainCtx = mainCanvas.getContext('2d');// 绘制背景色（浅灰色）mainCtx.fillStyle = '#f0f0f0';// 填充整个画布mainCtx.fillRect(0, 0, width, height);// 绘制一些随机形状作为背景干扰元素，增加验证难度// 循环绘制10个随机圆形for (let i = 0; i < 10; i++) {// 随机生成一个柔和的颜色（RGB值在100-200之间，透明度0.5）mainCtx.fillStyle = `rgba(${Math.random() * 100 + 100}, ${Math.random() * 100 + 100}, ${Math.random() * 100 + 100}, 0.5)`;// 随机生成圆的大小（5-25像素）const size = Math.random() * 20 + 5;// 开始绘制路径mainCtx.beginPath();// 绘制圆形mainCtx.arc(// 随机X坐标Math.random() * width,// 随机Y坐标Math.random() * height,// 半径size,// 起始角度（0弧度）0,// 结束角度（2π弧度，即360度）Math.PI * 2);// 填充圆形mainCtx.fill();}// 创建滑块（拼图）画布，用于绘制需要用户拖动的部分const puzzleCanvas = canvas.createCanvas(puzzleSize, puzzleSize);// 获取滑块画布的2D绘图上下文const puzzleCtx = puzzleCanvas.getContext('2d');// 从主画布复制缺口区域到滑块画布// 这样滑块就包含了缺口处的图像内容puzzleCtx.drawImage(mainCanvas,          // 源图像（主画布）puzzleX, puzzleY,    // 源图像中要复制的区域的左上角坐标puzzleSize, puzzleSize,  // 源图像中要复制的区域的宽度和高度0, 0,                // 目标画布（滑块画布）中放置图像的左上角坐标puzzleSize, puzzleSize   // 目标画布中图像的宽度和高度);// 在主画布上绘制缺口（挖空效果）// 使用背景色填充缺口区域，造成"缺失"的效果mainCtx.fillStyle = '#f0f0f0';mainCtx.fillRect(puzzleX, puzzleY, puzzleSize, puzzleSize);// 为缺口添加边框，使其更明显mainCtx.strokeStyle = '#ccc';  // 边框颜色（浅灰色）mainCtx.lineWidth = 2;         // 边框宽度mainCtx.strokeRect(puzzleX, puzzleY, puzzleSize, puzzleSize);  // 绘制矩形边框// 生成唯一的会话ID，用于标识本次验证const sessionId = uuidv4();// 存储会话信息（缺口位置和生成时间）verificationSessions.set(sessionId, {puzzleX,          // 缺口的X坐标puzzleY,          // 缺口的Y坐标timestamp: Date.now(),  // 会话生成时间戳clientIp          // 记录请求的IP地址，用于额外安全检查});// 设置定时清理过期会话（5分钟后）// 防止内存泄漏和重复使用旧会话setTimeout(() => {verificationSessions.delete(sessionId);}, 5 * 60 * 1000);  // 5分钟 = 5 * 60 * 1000毫秒// 将生成的图像和会话信息返回给客户端res.json({sessionId,        // 会话IDmainImage: mainCanvas.toDataURL('image/png'),  // 主图像（带缺口）的DataURLpuzzleImage: puzzleCanvas.toDataURL('image/png'),  // 滑块图像的DataURLpuzzleSize        // 滑块尺寸});} catch (error) {// 捕获并处理异常console.error('生成验证图像失败:', error);// 向客户端返回错误信息res.status(500).json({ error: '生成验证图像失败' });}
});// 定义POST接口，用于验证用户滑动的结果
// 应用请求频率限制中间件
app.post('/api/verify', verifyLimiter, (req, res) => {// 从请求体中获取会话ID和用户滑动的最终X坐标const { sessionId, positionX } = req.body;// 获取客户端IPconst clientIp = req.ip;// 检查会话是否存在const session = verificationSessions.get(sessionId);if (!session) {// 如果会话不存在或已过期，返回验证失败return res.json({ success: false, message: '验证会话已过期，请重试' });}// 检查会话的IP是否与当前请求IP一致，防止会话劫持if (session.clientIp !== clientIp) {verificationSessions.delete(sessionId); // 删除可疑会话return res.json({ success: false, message: '验证异常，请重试' });}// 验证完成后移除会话（防止重复使用同一个会话进行验证）verificationSessions.delete(sessionId);// 检查用户滑动的位置是否在可接受范围内// 允许±5像素的误差，提高用户体验const tolerance = 5;const isSuccess = Math.abs(positionX - session.puzzleX) <= tolerance;// 如果验证成功，更新该IP的成功记录if (isSuccess) {const now = Date.now();const successRecord = ipVerificationSuccess.get(clientIp) || { count: 0, timestamp: now };// 更新记录：计数+1，更新时间戳ipVerificationSuccess.set(clientIp, {count: successRecord.count + 1,timestamp: now});}// 向客户端返回验证结果res.json({success: isSuccess,message: isSuccess ? '验证成功' : '验证失败，请重试'});
});// 定义服务器监听的端口号
const PORT = process.env.PORT || 5000;// 启动服务器
app.listen(PORT, () => {console.log(`服务器运行在端口 ${PORT}`);console.log(`已启用请求频率限制保护`);
});

3.2 前端

使用React hooks实现
滑块组件SliderVerification.jsx

// 导入React库和所需的钩子函数
import React, { useState, useEffect, useRef } from 'react';
// 导入axios用于发送HTTP请求
import axios from 'axios';// 定义滑块验证组件
// onVerifySuccess: 验证成功时的回调函数
const SliderVerification = ({ onVerifySuccess }) => {// 状态管理 - 图像相关// 主图像（带缺口）的DataURLconst [mainImage, setMainImage] = useState('');// 滑块（拼图）图像的DataURLconst [puzzleImage, setPuzzleImage] = useState('');// 滑块的尺寸const [puzzleSize, setPuzzleSize] = useState(40);// 本次验证的会话IDconst [sessionId, setSessionId] = useState('');// 状态管理 - 交互相关// 是否正在拖动滑块const [isDragging, setIsDragging] = useState(false);// 滑块当前的X坐标位置const [positionX, setPositionX] = useState(0);// 显示给用户的提示信息const [message, setMessage] = useState('请拖动滑块完成验证');// 是否正在验证过程中（等待后端响应）const [isVerifying, setIsVerifying] = useState(false);// 验证结果：null（未验证）、true（成功）、false（失败）const [isSuccess, setIsSuccess] = useState(null);// 创建引用，用于访问DOM元素// 滑块元素的引用const sliderRef = useRef(null);// 拼图元素的引用const puzzleRef = useRef(null);// 整个验证容器的引用const containerRef = useRef(null);// 组件挂载时初始化验证useEffect(() => {// 从后端获取验证图像fetchVerificationImage();}, []);  // 空依赖数组表示只在组件挂载时执行一次// 从后端获取验证图像的函数const fetchVerificationImage = async () => {try {// 更新提示信息setMessage('加载验证图像中...');// 向后端发送请求，获取验证图像const response = await axios.get('http://localhost:5000/api/generate-verification');// 从响应中提取数据const { sessionId, mainImage, puzzleImage, puzzleSize } = response.data;// 更新状态setSessionId(sessionId);         // 保存会话IDsetMainImage(mainImage);         // 保存主图像setPuzzleImage(puzzleImage);     // 保存滑块图像setPuzzleSize(puzzleSize);       // 保存滑块尺寸setPositionX(0);                 // 重置滑块位置到初始位置setMessage('请拖动滑块完成验证'); // 重置提示信息setIsSuccess(null);              // 重置验证结果} catch (error) {// 处理请求失败的情况console.error('获取验证图像失败:', error);setMessage('加载验证失败，请刷新重试');}};// 处理鼠标/触摸开始事件（用户开始拖动滑块）const handleStart = (e) => {// 如果正在验证中或已经验证过，则不执行任何操作if (isVerifying || isSuccess !== null) return;// 设置正在拖动状态为truesetIsDragging(true);// 防止拖动时选中文本或其他默认行为e.preventDefault();};// 处理鼠标/触摸移动事件（用户拖动滑块过程中）const handleMove = (e) => {// 如果不在拖动状态，则不执行任何操作if (!isDragging) return;// 获取容器元素的位置信息（相对于视口）const containerRect = containerRef.current.getBoundingClientRect();// 存储鼠标或触摸点的X坐标let clientX;// 区分鼠标事件和触摸事件，获取对应的X坐标if (e.type.includes('mouse')) {// 鼠标事件clientX = e.clientX;} else {// 触摸事件（取第一个触摸点）clientX = e.touches[0].clientX;}// 计算滑块相对于容器的位置// 减去容器左边界和滑块一半宽度，使滑块中心与鼠标/触摸点对齐let newPositionX = clientX - containerRect.left - puzzleSize / 2;// 限制滑块在容器范围内移动// 最大X坐标 = 容器宽度 - 滑块宽度const maxX = containerRect.width - puzzleSize;// 确保滑块不会超出左边界（最小0）和右边界（最大maxX）newPositionX = Math.max(0, Math.min(newPositionX, maxX));// 更新滑块位置状态setPositionX(newPositionX);};// 处理鼠标/触摸结束事件（用户释放滑块）const handleEnd = async () => {// 如果不在拖动状态，则不执行任何操作if (!isDragging) return;// 结束拖动状态setIsDragging(false);// 设置正在验证状态setIsVerifying(true);// 更新提示信息setMessage('验证中...');try {// 向后端发送验证请求，包含会话ID和滑块最终位置const response = await axios.post('http://localhost:5000/api/verify', {sessionId,    // 会话ID，用于标识本次验证positionX     // 滑块最终的X坐标位置});// 从响应中提取验证结果const { success, message } = response.data;// 更新状态setIsSuccess(success);       // 保存验证结果setMessage(message);         // 更新提示信息setIsVerifying(false);       // 结束验证状态// 如果验证成功且提供了成功回调函数，则调用回调if (success && onVerifySuccess) {onVerifySuccess();}} catch (error) {// 处理验证请求失败的情况console.error('验证失败:', error);setMessage('验证失败，请重试');setIsVerifying(false);}};// 重新加载验证图像（用户点击刷新按钮时调用）const handleRefresh = () => {fetchVerificationImage();};// 渲染组件UIreturn (<div className="verification-container" ref={containerRef} style={{width: '300px',border: '1px solid #ddd',borderRadius: '8px',padding: '15px',boxShadow: '0 2px 10px rgba(0,0,0,0.1)',background: '#fff'}}>{/* 验证图像区域 */}<div className="image-container" style={{width: '100%',height: '150px',position: 'relative',  // 相对定位，使内部元素可以绝对定位overflow: 'hidden',    // 隐藏超出容器的部分borderRadius: '4px',marginBottom: '15px'}}>{/* 主图像（带缺口） */}{mainImage && (<img src={mainImage} alt="验证背景图，包含一个需要填充的缺口" style={{ width: '100%', height: '100%', objectFit: 'cover' }}/>)}{/* 滑块拼图 */}{puzzleImage && (<div ref={puzzleRef}style={{position: 'absolute',  // 绝对定位，可通过left属性控制位置left: `${positionX}px`, // 动态设置left值，控制滑块水平位置top: '0',width: `${puzzleSize}px`,height: `${puzzleSize}px`,boxShadow: '0 0 10px rgba(0,0,0,0.3)', // 添加阴影，增强立体感pointerEvents: 'none'  // 使鼠标事件穿透此元素，不干扰拖动}}><img src={puzzleImage} alt="需要拖动到缺口位置的滑块拼图" style={{ width: '100%', height: '100%', objectFit: 'cover' }}/></div>)}</div>{/* 滑块区域 */}<div className="slider-container" style={{width: '100%',height: '40px',background: '#f0f0f0',borderRadius: '20px',position: 'relative',  // 相对定位，使内部元素可以绝对定位overflow: 'hidden'     // 隐藏超出容器的部分}}>{/* 滑块轨道进度条 */}<div style={{// 根据滑块位置设置进度条宽度width: isDragging || isSuccess ? `${(positionX / (300 - puzzleSize)) * 100}%` : '0%',height: '100%',// 验证成功时显示绿色，否则显示蓝色background: isSuccess ? '#52c41a' : '#1890ff',// 验证成功时添加过渡动画transition: isSuccess ? 'width 0.3s' : 'none'}}/>{/* 滑块按钮 */}<divref={sliderRef}style={{position: 'absolute',  // 绝对定位，可通过left属性控制位置left: `${positionX}px`, // 动态设置left值，控制滑块水平位置top: '0',width: '40px',height: '40px',background: '#fff',border: '1px solid #ddd',borderRadius: '50%',   // 圆形滑块display: 'flex',alignItems: 'center',justifyContent: 'center',cursor: 'pointer',boxShadow: '0 2px 5px rgba(0,0,0,0.2)' // 添加阴影，增强立体感}}// 鼠标事件处理onMouseDown={handleStart}  // 鼠标按下时开始拖动onMouseMove={handleMove}   // 鼠标移动时更新位置onMouseUp={handleEnd}      // 鼠标释放时结束拖动并验证onMouseLeave={handleEnd}   // 鼠标离开滑块区域时结束拖动// 触摸事件处理（适配移动设备）onTouchStart={handleStart} // 触摸开始时开始拖动onTouchMove={handleMove}   // 触摸移动时更新位置onTouchEnd={handleEnd}     // 触摸结束时结束拖动并验证>{/* 滑块图标 */}<svg width="20" height="20" viewBox="0 0 24 24" fill="none" // 验证成功时显示绿色，否则显示蓝色stroke={isSuccess ? '#52c41a' : '#1890ff'} strokeWidth="2"style={{ pointerEvents: 'none' }} // 使鼠标事件穿透图标>{/* 根据验证结果显示不同图标 */}{isSuccess ? (// 验证成功时显示对勾图标<path d="M22 11.08V12a10 10 0 1 1-5.93-9.14" />) : (// 未验证或验证失败时显示箭头图标<path d="M5 12h14M12 5l7 7-7 7" />)}</svg></div>{/* 滑块区域文字提示 */}<div style={{position: 'absolute',width: '100%',height: '100%',display: 'flex',alignItems: 'center',justifyContent: 'center',pointerEvents: 'none',  // 使鼠标事件穿透文字fontSize: '14px',// 验证成功时显示绿色，否则显示灰色color: isSuccess ? '#52c41a' : '#666'}}>{message}</div></div>{/* 刷新按钮，用于重新加载验证图像 */}<button onClick={handleRefresh}style={{marginTop: '10px',background: 'none',border: 'none',color: '#1890ff',cursor: 'pointer',fontSize: '12px',display: 'flex',alignItems: 'center',padding: '5px 0',}}>{/* 刷新图标 */}<svg width="14" height="14" viewBox="0 0 24 24" fill="none" stroke="#1890ff" strokeWidth="2" style={{ marginRight: '5px' }}><path d="M23 4v6h-6M1 20v-6h6" /><path d="M3.51 9a9 9 0 0 1 14.85-3.36L23 10M1 14l4.64 4.36A9 9 0 0 0 20.49 15" /></svg>刷新验证</button></div>);
};// 导出组件，供其他组件使用
export default SliderVerification;

主组件App.jsx

// 导入React库和useState钩子
import React, { useState } from 'react';
// 导入滑块验证组件
import SliderVerification from './SliderVerification';// 定义应用的主组件
const App = () => {// 状态管理：记录用户是否已通过验证// 初始值为false，表示未验证const [isVerified, setIsVerified] = useState(false);// 处理验证成功的函数const handleVerificationSuccess = () => {// 设置验证状态为已验证setIsVerified(true);// 这里可以添加验证成功后的逻辑，如跳转到下一页、提交表单等// 例如：可以调用API获取用户数据，或者显示受保护的内容};// 渲染应用UIreturn (<div style={{// 使用flex布局使内容居中显示display: 'flex',flexDirection: 'column',alignItems: 'center',justifyContent: 'center',minHeight: '100vh',  // 最小高度为视口高度，确保内容垂直居中background: '#f5f5f5', // 浅灰色背景padding: '20px'       // 内边距，防止内容贴边}}>{/* 页面标题 */}<h2 style={{ color: '#333', marginBottom: '30px' }}>滑块验证示例</h2>{/* 根据验证状态显示不同内容 */}{!isVerified ? (// 未验证时显示验证提示和滑块验证组件<div><p style={{ color: '#666', textAlign: 'center', marginBottom: '20px' }}>请完成下方滑块验证以证明您不是机器人</p>{/* 滑块验证组件 */}{/* 传入验证成功的回调函数 */}<SliderVerification onVerifySuccess={handleVerificationSuccess} /></div>) : (// 已验证时显示成功信息<div style={{textAlign: 'center',padding: '30px',background: 'white',borderRadius: '8px',boxShadow: '0 2px 10px rgba(0,0,0,0.1)' // 添加阴影，增强立体感}}>{/* 成功图标 */}<svg width="64" height="64" viewBox="0 0 24 24" fill="none" stroke="#52c41a" strokeWidth="2" style={{ margin: '0 auto 20px' }}><path d="M22 11.08V12a10 10 0 1 1-5.93-9.14" /><polyline points="22 4 12 14.01 9 11.01" /></svg>{/* 成功标题 */}<h3 style={{ color: '#333', marginBottom: '10px' }}>验证成功！</h3>{/* 成功信息 */}<p style={{ color: '#666' }}>您已成功完成验证，可以继续使用服务。</p></div>)}</div>);
};// 导出主组件
export default App;