Laravel 短信验证码使用安全设计

Laravel 短信验证码使用安全设计

说明

本文是对《PHP安全之道:项目安全的架构、技术与实践》第八章中关于短信安全的实现。

另外,验证码为了方便使用的是腾讯防水墙;短信因为个人申请比较麻烦,所以代码里面只是预留了位置,大家可以使用专门针对 laravel 封装的短信库,会方便上手很多。

控制器

app\Http\Controllers\SmsController.php

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<?php

namespace App\Http\Controllers;

use TencentCloud\Common\Credential;
use TencentCloud\Common\Profile\ClientProfile;
use TencentCloud\Common\Profile\HttpProfile;
use TencentCloud\Common\Exception\TencentCloudSDKException;
use TencentCloud\Captcha\V20190722\CaptchaClient;
use TencentCloud\Captcha\V20190722\Models\DescribeCaptchaResultRequest;
use Illuminate\Http\Request;
use Illuminate\Support\Facades\Redis;
use Illuminate\Support\Facades\Validator;

class SmsController extends Controller
{
/**
* 获取用户输入
*
* @return array
*/
protected function get_input()
{
return request()->only('tel', 'randstr', 'ticket');
}

/**
* 验证用户输入
*
* @param array $input 用户输入内容
* @return string|bool
*/
protected function check_input(array $input)
{
$validator = Validator::make($input, [
'tel' => 'required|regex:/^1[0-9]{10}$/',
'randstr' => 'required|string',
'ticket' => 'required|string',
]);

return $validator->fails()
? (string) $validator->errors()->first()
: true;
}

/**
* 验证滑动验证码
* 腾讯防水墙:https://007.qq.com/
* 文档:https://cloud.tencent.com/document/product/1110/36926
*
* @param array $input 用户输入内容
* @return string|bool
*/
protected function check_captcha(array $input)
{
try {
$cred = new Credential(
config('config.captcha.secret_id'),
config('config.captcha.secret_key')
);

$httpProfile = new HttpProfile();
$httpProfile->setEndpoint('captcha.tencentcloudapi.com');

$clientProfile = new ClientProfile();
$clientProfile->setHttpProfile($httpProfile);

$client = new CaptchaClient($cred, '', $clientProfile);

$req = new DescribeCaptchaResultRequest();

$req->fromJsonString(json_encode([
'CaptchaType' => 9,
'Ticket' => $input['ticket'],
'UserIp' => request()->ip(),
'Randstr' => $input['randstr'],
'CaptchaAppId' => config('config.captcha.captcha_app_id'),
'AppSecretKey' => config('config.captcha.app_secret_key'),
'NeedGetCaptchaTime' => 1,
]));

$resp = $client->DescribeCaptchaResult($req);

// 将接口返回的数据转换为数组
$data = json_decode($resp->toJsonString(), true);

// 验证失败则返回错误信息
if($data['CaptchaCode'] !== 1) {
return $data['CaptchaMsg'];
}

// 判断用户获取验证码到现在验证是否时间过长
if($data['GetCaptchaTime'] < time() - config('config.web_captcha_expires')) {
return '验证超时';
}

// 恶意等级,0 - 100。
// $data['EvilLevel']

return true;
} catch(TencentCloudSDKException $e) {
return $e->getMessage();
}
}

/**
* 生成短信验证码
* 为了避免同时存在相同的验证码,生成一个随机数后会进行判断是否存在短信记录。
* 当然需不需要加锁来避免被占用可以根据自身需求,比较概率太小了。
*
* @param int $retry 重试次数
* @return int|bool
*/
protected function generate_sms_code(int $retry = 10)
{
$value = random_int(100000, 999999);

if(Redis::exists('sms_info:' . $value)) {
if($retry === 0) {
return false;
}

return $this->generate_sms_code($retry--);
}

return $value;
}

/**
* 发送短信验证码
*
* @param int $tel 手机号
* @param int $code 短信验证码
* @return bool
*/
protected function send_sms(int $tel, int $code)
{
// 这里要接入短信服务商 SDK 进行短信发送
//
//

$data = Redis::pipeline(function ($pipe) use($tel, $code) {
$time = time();

// 保存当前发送时间
$pipe->set('sms_send:' . $tel, $time);

// 保存短信详细信息,数据需要序列化进行保存
$pipe->set('sms_info:' . $code, serialize([
'tel' => $tel,
'ua' => request()->userAgent(),
'ip' => request()->ip(),
'time' => $time,
]));

// 设置过期时间,多 1 秒是为了避免准时过期
$pipe->expire('sms_send:' . $tel, config('config.sms_cache_expires') + 1);
$pipe->expire('sms_info:' . $code, config('config.sms_cache_expires') + 1);
});

return is_array($data);
}

public function index(Request $request)
{
// 获取用户输入
$input = $this->get_input();

// 验证用户输入
if(($error = $this->check_input($input)) !== true) {
return error($error);
}

// 验证当前手机号发送短信是否请求频繁
if(has_restrict('sms_count_tel:' . $input['tel'])) {
return error('当前手机号请求过于频繁');
}

// 验证当前IP发送短信是否请求频繁
if(has_restrict('sms_count_ip:' . request()->ip())) {
return error('当前IP请求过于频繁');
}

// 验证滑动验证码
if(($error = $this->check_captcha($input)) !== true) {
return error($error);
}

// 获取上一次发送时间,判断是否还未过发送间隔时间
if(get_lash_send_time($input['tel']) > time() - config('config.sms_send_interval')) {
return error('当前短信发送过于频繁');
}

// 生成一个短信验证码
$code = $this->generate_sms_code();

if(!$code) {
return error('生成短信验证码失败');
}

// 发送短信
if(($error = $this->send_sms($input['tel'], $code)) !== true) {
return error($error);
}

return result([
'message' => '【测试】验证码:' . $code,
]);
}
}

app\Http\Controllers\AuthController.php

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<?php

namespace App\Http\Controllers;

use Illuminate\Http\Request;
use Illuminate\Support\Facades\Redis;
use Illuminate\Support\Facades\Validator;

class AuthController extends Controller
{
/**
* 获取用户输入
*
* @return array
*/
protected function get_input()
{
return request()->only('tel', 'code');
}

/**
* 验证用户输入
*
* @param array $input 用户输入内容
* @return string|bool
*/
protected function check_input(array $input)
{
$validator = Validator::make($input, [
'tel' => 'required|regex:/^1[0-9]{10}$/',
'code' => 'required|regex:/^[1-9][0-9]{5}$/',
]);

return $validator->fails()
? (string) $validator->errors()->first()
: true;
}

/**
* 处理验证错误
* 对验证失败进行统计,可根据需要进行其他处理
*
* @param array $input 用户输入内容
* @return string|bool
*/
protected function check_error(int $tel)
{
Redis::pipeline(function ($pipe) use($tel) {
$pipe->incrby('auth_error_tel:' . $tel, 1);

// 设置过期时间,多 1 秒是为了避免准时过期
$pipe->expire('auth_error_tel:' . $tel, conifg('config.sms_cache_expires') + 1);
});

return true;
}

public function index(Request $request)
{
// 获取用户输入
$input = $this->get_input();

// 验证用户输入
if(($error = $this->check_input($input)) !== true) {
return error($error);
}

// 验证当前手机号登陆是否请求频繁
if(has_restrict('auth_count_tel:' . $input['tel'])) {
return error('当前手机号请求过于频繁');
}

// 验证当前IP登陆是否请求频繁
if(has_restrict('auth_count_ip:' . request()->ip())) {
return error('当前IP请求过于频繁');
}

// 验证当前手机号登陆是否多次错误
if(get_auth_error_num($input['tel']) > config('config.auth_error_max_num')) {
return error('当前验证失败次数过多');
}

// 获取验证码详细信息
$data = Redis::get('sms_info:' . $input['code']);

// 查询不到验证码详细信息
if(is_null($data)) {
$this->check_error($input['tel']);
return error('验证码不存在');
}

// 对数据进行反序列化解码
$data = unserialize($data);

// 上一次发送时间和详细信息里面记录的时间不一致
if($data['time'] !== get_lash_send_time($input['tel'])) {
return error('验证失败');
}

// 对保存的数据和现在已有的数据进行对比,看看是否一致,
// IP UA 这些尽量不要进行比对,可能存在异地使用的情况,
// 最后需要判断验证码是否超过了使用时间。
if($data['tel'] !== (int) $input['tel']
// || $data['ua'] !== request()->userAgent()
// || $data['ip'] !== request()->ip()
|| $data['time'] < time() - config('config.sms_check_expires')
) {
$this->check_error($input['tel']);
return error('验证失败');
}

// 释放验证码
Redis::del('sms_info:' . $input['code']);

// 登陆逻辑处理
//
//

// 登陆成功
return result();
}
}

辅助函数

app\helpers.php

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<?php

use Illuminate\Support\Facades\Redis;

if(!function_exists('result')) {
/**
* 返回数据
*
* @param string|array $data 数据
* @param int $status 状态码
* @return \Illuminate\Http\Response
*/
function result($data = null, int $status = 200) {
return response()->json(
is_null($data) ? ['code' => 1] : ['code' => 1, 'data' => $data],
$status
);
}
}

if(!function_exists('error')) {
/**
* 返回错误
*
* @param string $msg 错误信息
* @param int $status 状态码
* @return \Illuminate\Http\Response
*/
function error($msg = '参数错误', int $status = 200) {
return response()->json(
['code' => 0, 'message' => $msg],
$status
);
}
}

if(!function_exists('has_restrict')) {
/**
* 是否达到限制
*
* @param string $key 键名
* @param int $ttl 有效期
* @param int $limit 最大数量
* @return bool
*/
function has_restrict(string $key, int $ttl = 300, int $limit = 10) {
$data = Redis::pipeline(function ($pipe) use($key, $ttl) {
$time = time();
// 记录当前记录
// ZADD 值重复为添加失败
$pipe->zadd($key, $time . random_int(100000, 999999), $time);
// 清除不在 tts 范围内的记录
$pipe->zremrangebyscore($key, 0, $time - $ttl);
// 获取记录总数量
$pipe->zcard($key);
// 设置过期时间,多 1 秒是为了避免准时过期
$pipe->expire($key, $ttl + 1);
});

if(!is_array($data)) {
return true;
}

return $data[2] >= $limit;
}
}

if(!function_exists('get_lash_send_time')) {
/**
* 获取最后一次发送时间
*
* @param int $tel 手机号
* @return int
*/
function get_lash_send_time(int $tel) {
return (int) Redis::get('sms_send:' . $tel);
}
}

if(!function_exists('get_auth_error_num')) {
/**
* 获取登陆验证失败次数
*
* @param int $tel 手机号
* @return int
*/
function get_auth_error_num(int $tel) {
return (int) Redis::get('auth_error_tel:' . $tel);
}
}

辅助函数自动加载

composer.json

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"autoload": {
...
"files": [
"app/helpers.php"
]
},
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$ composer du

Redis

phpredis 安装比较麻烦,使用我们用 predis 进行测试,predis 已经被作者抛弃了的。

.env

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REDIS_CLIENT=predis

配置

config\config.php

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<?php

return [
'captcha' => [
// 腾讯云 SecretId
'secret_id' => 'xx',
// 腾讯云 SecretKey
'secret_key' => 'xx',
// 验证码应用ID
'captcha_app_id' => 111,
// 验证码应用密钥
'app_secret_key' => 'xx',
],

// 登陆错误最大次数
'auth_error_max_num' => 5,

// 前端验证码有效期,单位秒
'web_captcha_expires' => 60,

// 短信验证码有效期,单位秒
'sms_check_expires' => 60,

// 验证码发送间隔,单位秒
'sms_send_interval' => 60,

// 验证码缓存有效期,单位秒
'sms_cache_expires' => 5 * 60,
];

路由

routes\web.php

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Route::get('/', function () {
\View::addExtension('html','php');
return view()->file(public_path('index.html'));
});

Route::post('/sms', 'SmsController@index');
Route::post('/auth', 'AuthController@index');

前端

public\index.html

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<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">

<head>
<meta charset="utf-8" />
<title>手机号登陆</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0,maximum-scale=1.0, user-scalable=no" />
<meta name="renderer" content="webkit" />
<meta name="ROBOTS" content="noarchive" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,chrome=1" />
<meta content="telephone=no; email=no" name="format-detection" />
<link rel="stylesheet" href="https://lib.baomitu.com/element-ui/2.12.0/theme-chalk/index.css" />
<script src="https://lib.baomitu.com/vue/2.6.10/vue.min.js"></script>
<script src="https://lib.baomitu.com/axios/0.19.2/axios.min.js"></script>
<script src="https://lib.baomitu.com/element-ui/2.12.0/index.js"></script>
<script src="https://ssl.captcha.qq.com/TCaptcha.js"></script>
<style>
html, body, #app {
height: 100%;
}

body {
margin: 0;
}

#app {
display: flex;
justify-content: center;
align-items: center;
}

.el-card {
width: 400px;
}
</style>
</head>

<body>
<div id="app">
<el-card>
<div slot="header" class="clearfix">
手机号登陆
</div>
<el-form :model="ruleForm" label-width="100px">
<el-form-item label="手机号" prop="tel">
<el-input v-model="ruleForm.tel"></el-input>
<el-button style="margin-top: 10px;" @click="handleCaptcha">获取验证码</el-button>
</el-form-item>
<el-form-item label="验证码" prop="code">
<el-input v-model="ruleForm.code"></el-input>
</el-form-item>
<el-form-item>
<el-button type="primary" @click="handleLogin">登陆</el-button>
</el-form-item>
</el-form>
</el-card>
</div>

<script>
const vm = new Vue({
el: '#app',
data: {
ruleForm: {
tel: '',
code: '',
},
},
mounted () {
},
methods: {
handleCaptcha () {
new TencentCaptcha('这里要替换成你的<验证码应用ID>', res => {
if(res.ret !== 0) {
return $this.$message.error('本地验证失败');
}

axios.post('/sms', {
tel: this.ruleForm.tel,
randstr: res.randstr,
ticket: res.ticket,
}).then(response => {
this.$message(JSON.stringify(response.data));
});
}).show();
},
handleLogin () {
axios.post('/auth', this.ruleForm).then(response => {
this.$message(JSON.stringify(response.data));
});
},
},
});
</script>
</body>

</html>

测试

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