ASP.Net實現中文漢字驗證碼
1、漢字編碼原理
到底怎麼辦到隨機生成漢字的呢?漢字從哪裡來的呢?是不是有個後台數據表,其中存放了所需要的所有漢字,使用程序隨機取出幾個漢字組合就行了呢?使用後台數據庫先將所有漢字存起來使用時隨機取出,這也是一種辦法,但是中文漢字有這麼多,怎麼來制作呢?其實可以不使用任何後台數據庫,使用程序就能做到這一切。要知道如何生成漢字,就得先了解中文漢字的編碼原理。
1980年,為了使每一個漢字有一個全國統一的代碼,我國頒布了第一個漢字編碼的國家標准: GB2312-80《信息交換用漢字編碼字符集》基本集,簡稱GB2312,這個字符集是我國中文信息處理技術的發展基礎,也是國內所有漢字系統的統一標准。到了後來又公布了國家標准GB18030-2000《信息交換用漢字編碼字符集基本集的擴充》,簡稱GB18030,編程時如果涉及到編碼和本地化的朋友應該對GB18030很熟悉。這是是我國繼GB2312-1980和GB13000-1993之後最重要的漢字編碼標准,同時也是未來我國計算機系統必須遵循的基礎性標准之一。
目前在中文Windows操作系統中,.Net編程中默認的的代碼頁就是GB18030簡體中文。但是事實上如果生成中文漢字驗證碼只須要使用GB2312字符集就已經足夠了。字符集中除了我們平時大家都認識的漢字外,也包含了很多我們不認識平時也很少見到的漢字。如果生成中文漢字驗證碼中有很多我們不認識的漢字讓我們輸入,對於使用拼音輸入法的朋友來說可不是好事,五筆使用者還能勉強根據漢字的長相打出來,呵呵!所以對於GB2312字符集中的漢字我們也不是全都要用。
中文漢字字符可以使用區位碼來表示,見
漢字區位碼表 http://navicy2005.home4u.china.com/resource/gb2312tbl.htm
漢字區位碼代碼表 http://navicy2005.home4u.china.com/resource/gb2312tbm.htm
其實這兩個表是同一回事,只不過一個使用十六進制分區表示,一個使用區位所在的數字位置表示。 例如“好”字的十六進制區位碼是ba c3,前兩位是區域,後兩位代表位置,ba處在第26區,“好”處在此區漢字的第35位也就是c3位置,所以數字代碼就是2635。這就是GB2312漢字區位原理。根據《漢字區位碼表 》我們可以發現第15區也就是AF區以前都沒有漢字,只有少量符號,漢字都從第16區B0開始,這就是為什麼GB2312字符集都是從16區開始的。
2、.Net程序處理漢字編碼原理分析
在.Net中可以使用System.Text來處理所有語言的編碼。在System.Text命名空間中包含眾多編碼的類,可供進行操作及轉換。其中的Encoding類就是重點處理漢字編碼的類。通過在.Net文檔中查詢Encoding類的方法我們可以發現所有和文字編碼有關的都是字節數組,其中有兩個很好用的方法:
Encoding.GetBytes ()方法將指定的 String 或字符數組的全部或部分內容編碼為字節數組
Encoding.GetString ()方法將指定字節數組解碼為字符串。
沒錯我們可以通過這兩個方法將漢字字符編碼為字節數組,同樣知道了漢字GB2312的字節數組編碼也就可以將字節數組解碼為漢字字符。通過對“好”字進行編碼為字節數組後
Encoding gb=System.Text.Encoding.GetEncoding("gb2312");
object[] bytes=gb.Encoding.GetBytes ("好");
發現得到了一個長度為2的字節數組bytes,使用
string lowCode = System.Convert.ToString(bytes[0], 16); //取出元素1編碼內容(兩位16進制)
string hightCode = System.Convert.ToString(bytes[1], 16);//取出元素2編碼內容(兩位16進制)
之後發現字節數組bytes16進制變碼後內容竟然是{ba,c3},剛好是“好”字的十六進制區位碼(見區位碼表)。
因此我們就可以隨機生成一個長度為2的十六進制字節數組,使用GetString ()方法對其進行解碼就可以得到漢字字符了。不過對於生成中文漢字驗證碼來說,因為第15區也就是AF區以前都沒有漢字,只有少量符號,漢字都從第16區B0開始,並且從區位D7開始以後的漢字都是和很難見到的繁雜漢字,所以這些都要排出掉。所以隨機生成的漢字十六進制區位碼第1位范圍在B、C、D之間,如果第1位是D的話,第2位區位碼就不能是7以後的十六進制數。在來看看區位碼表發現每區的第一個位置和最後一個位置都是空的,沒有漢字,因此隨機生成的區位碼第3位如果是A的話,第4位就不能是0;第3位如果是F的話,第4位就不能是F。
using System;
using System.Data;
using System.Configuration;
using System.Collections;
using System.Web;
using System.Web.Security;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
using System.Web.UI.WebControls.WebParts;
using System.Web.UI.HtmlControls;
using System.Text;
public partial class CHSVerifIEr : System.Web.UI.Page
...{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
...{
string strKey = "";
int _nlen = 6;
byte[] data = this.GenerateVerifyImage(_nlen, ref strKey); //_nLen生成驗證碼的長度
Session["Jcode"] = strKey; //用來保存驗證碼的值
Page.Response.OutputStream.Write(data, 0, data.Length);
}
private string GetRandomText(int nLen)
...{
//獲取GB2312編碼頁(表)
Encoding gb = Encoding.GetEncoding("gb2312");
//調用函數產生4個隨機中文漢字編碼
object[] bytes = CreateRegionCode(nLen);
//根據漢字編碼的字節數組解碼出中文漢字
string[] strs = new string[nLen];
string randString = "";
for (int i = 0; i < nLen; i++)
...{
strs[i] = gb.GetString((byte[])Convert.ChangeType(bytes[i],typeof(byte[])));
randString += strs[i];
}
return randString;
}
/**//**/
/**//*
* 在.Net中可以使用System.Text來處理所有語言的編碼。在System.Text命名空間中包含眾多編碼的類,可供進行操作及轉換。其中的Encoding類就是重點處理漢字編碼的類。通過在.Net文檔中查詢Encoding類的方法我們可以發現所有和文字編碼有關的都是字節數組,其中有兩個很好用的方法:
Encoding.GetBytes ()方法將指定的 String 或字符數組的全部或部分內容編碼為字節數組
Encoding.GetString ()方法將指定字節數組解碼為字符串。
沒錯我們可以通過這兩個方法將漢字字符編碼為字節數組,同樣知道了漢字GB2312的字節數組編碼也就可以將字節數組解碼為漢字字符。通過對“好”字進行編碼為字節數組後
Encoding gb=System.Text.Encoding.GetEncoding("gb2312");
object[] bytes=gb.Encoding.GetBytes ("好");
發現得到了一個長度為2的字節數組bytes,使用
string lowCode = System.Convert.ToString(bytes[0], 16); //取出元素1編碼內容(兩位16進制)
string hightCode = System.Convert.ToString(bytes[1], 16);//取出元素2編碼內容(兩位16進制)
之後發現字節數組bytes16進制變碼後內容竟然是{ba,c3},剛好是“好”字的十六進制區位碼(見區位碼表)。
因此我們就可以隨機生成一個長度為2的十六進制字節數組,使用GetString ()方法對其進行解碼就可以得到漢字字符了。
不過對於生成中文漢字驗證碼來說,因為第15區也就是AF區以前都沒有漢字,只有少量符號,漢字都從第16區B0開始,
* 並且從區位D7開始以後的漢字都是和很難見到的繁雜漢字,所以這些都要排出掉。所以隨機生成的漢字十六進制區位碼第1位范圍在B、C、D之間,
* 如果第1位是D的話,第2位區位碼就不能是7以後的十六進制數。在來看看區位碼表發現每區的第一個位置和最後一個位置都是空的,沒有漢字
&nbs因此隨機生成的區位碼第3位如果是A的話,第4位就不能是0;第3位如果是F的話,第4位就不能是F。
此函數在漢字編碼范圍內隨機創建含兩個元素的十六進制字節數組,每個字節數組代表一個漢字,並將
四個字節數組存儲在object數組中。
參數:strlength,代表需要產生的漢字個數
*/
public static object[] CreateRegionCode(int strlength)
...{
//定義一個字符串數組儲存漢字編碼的組成元素
string[] rBase = new String[16] ...{ "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "a", "b", "c", "d", "e", "f" };
Random rnd = new Random();
//定義一個object數組用來
object[] bytes = new object[strlength];
/**//**/
/**//*每循環一次產生一個含兩個元素的十六進制字節數組,並將其放入bject數組中
每個漢字有四個區位碼組成
區位碼第1位和區位碼第2位作為字節數組第一個元素
區位碼第3位和區位碼第4位作為字節數組第二個元素
*/
for (int i = 0; i < strlength; i++)
...{
//區位碼第1位
int r1 = rnd.Next(11, 14);
string str_r1 = rBase[r1].Trim();
//區位碼第2位
rnd = new Random(r1 * unchecked((int)DateTime.Now.Ticks) + i);//更換隨機數發生器的 種子避免產生重復值
int r2;
if (r1 == 13)
...{
r2 = rnd.Next(0, 7);
}
else
...{
r2 = rnd.Next(0, 16);
}
string str_r2 = rBase[r2].Trim();
//區位碼第3位
rnd = new Random(r2 * unchecked((int)DateTime.Now.Ticks) + i);
int r3 = rnd.Next(10, 16);
string str_r3 = rBase[r3].Trim();
//區位碼第4位
rnd = new Random(r3 * unchecked((int)DateTime.Now.Ticks) + i);
int r4;
if (r3 == 10)
...{
r4 = rnd.Next(1, 16);
}
else if (r3 == 15)
...{
r4 = rnd.Next(0, 15);
}
else
...{
r4 = rnd.Next(0, 16);
}
string str_r4 = rBase[r4].Trim();
//定義兩個字節變量存儲產生的隨機漢字區位碼
byte byte1 = Convert.ToByte(str_r1 + str_r2, 16);
byte byte2 = Convert.ToByte(str_r3 + str_r4, 16);
//將兩個字節變量存儲在字節數組中
byte[] str_r = new byte[] ...{ byte1, byte2 };
//將產生的一個漢字的字節數組放入object數組中
bytes.SetValue(str_r, i);
}
return bytes;
}
/**//// <summary>
/// 生成圖片驗證碼
/// </summary>
/// <param name="nLen">驗證碼的長度</param>
/// <param name="_codes">產生驗證碼的取值</param>
/// <param name="strKey">輸出參數,驗證碼的內容</param>
/// <returns>圖片字節流</returns>
private byte[] GenerateVerifyImage(int nLen, ref string strKey)
...{
int nBmpWidth = 26 * nLen + 10;
int nBmpHeight = 40;
System.Drawing.Bitmap bmp = new System.Drawing.Bitmap(nBmpWidth, nBmpHeight);
// 1. 生成隨機背景顏色
int nRed, nGreen, nBlue; // 背景的三元色
System.Random rd = new Random((int)System.DateTime.Now.Ticks);
nRed = rd.Next(255) % 128 + 128;
nGreen = rd.Next(255) % 128 + 128;
nBlue = rd.Next(255) % 128 + 128;
// 2. 填充位圖背景
System.Drawing.Graphics graph = System.Drawing.Graphics.FromImage(bmp);
graph.FillRectangle(new System.Drawing.SolidBrush(System.Drawing.Color.FromArgb(nRed, nGreen, nBlue))
, 0
, 0
, nBmpWidth
, nBmpHeight);
// 3. 繪制干擾線條,采用比背景略深一些的顏色
int nLines = 5;
System.Drawing.Pen pen = new System.Drawing.Pen(System.Drawing.Color.FromArgb(nRed - 17, nGreen - 17, nBlue - 17), 2);
for (int a = 0; a < nLines; a++)
...{
int x1 = rd.Next() % nBmpWidth;
int y1 = rd.Next() % nBmpHeight;
int x2 = rd.Next() % nBmpWidth;
int y2 = rd.Next() % nBmpHeight;
graph.DrawLine(pen, x1, y1, x2, y2);
}
// 采用的字符集,可以隨即拓展,並可以控制字符出現的幾率
string strCode = GetRandomText(nLen);
// 4. 循環取得字符,並繪制
string strResult = "";
for (int i = 0; i < nLen; i++)
...{
int x = (i * 26 + rd.Next(5));
int y = rd.Next(10) + 1;
// 確定字體
System.Drawing.Font font = new System.Drawing.Font("Arial",
14 + rd.Next() % 4,
System.Drawing.FontStyle.Bold);
string c = strCode.Substring(i, 1); // 獲取字符
strResult += c.ToString();
// 繪制字符
graph.DrawString(c.ToString(),
font,
new System.Drawing.SolidBrush(System.Drawing.Color.FromArgb(nRed - 68, nGreen - 68, nBlue - 68)), //繪制字體顏色,采用比背景與干擾線略深一些的顏色
x,
y);
}
// 5. 輸出字節流
System.IO.MemoryStream bstream = new System.IO.MemoryStream();
bmp.Save(bstream, System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Jpeg);
bmp.Dispose();
graph.Dispose();
strKey = strResult;
byte[] byteReturn = bstream.ToArray();
bstream.Close();
return byteReturn;
}
}
效果