# 验证码安全机制说明

## 安全问题

### 旧方案的漏洞

```
Redis存储：sms:code:手机号 => 验证码
```

**问题**：任何人只要知道手机号和验证码，就可以注册该手机号的账号。

**攻击场景**：
1. 攻击者获取目标用户手机号
2. 攻击者触发验证码发送
3. 如果攻击者通过其他方式获取到验证码（如社会工程学、短信拦截等）
4. 攻击者可以用这个手机号+验证码注册账号

## 新方案：SessionID绑定

### 核心思想

验证码不直接绑定手机号/邮箱，而是绑定一个临时会话ID（SessionID），确保只有发起验证码请求的用户才能使用。

### 实现机制

#### 1. 发送验证码流程

```
用户请求发送验证码（手机号/邮箱）
          ↓
后端生成 SessionID（UUID）
          ↓
发送验证码到用户手机/邮箱
          ↓
Redis存储：
  key: sms:code:SessionID
  value: 手机号:验证码
  expire: 5分钟
          ↓
返回 SessionID 给前端
```

**关键点**：
- SessionID 是随机生成的UUID，无法预测
- 验证码存储时绑定SessionID，不直接绑定手机号
- 前端必须保存并传递SessionID

#### 2. 验证验证码流程

```
用户提交注册表单
  - 手机号/邮箱
  - 验证码
  - SessionID（从发送验证码时获取）
          ↓
后端验证流程：
  1. 通过SessionID从Redis获取：手机号:验证码
  2. 验证提交的手机号是否匹配存储的手机号
  3. 验证提交的验证码是否匹配存储的验证码
  4. 两者都匹配才允许注册
          ↓
注册成功后删除验证码
```

### 数据结构

#### Redis存储格式

**短信验证码**：
```
Key:   sms:code:550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
Value: 13800138000:123456
TTL:   300秒（5分钟）
```

**邮箱验证码**：
```
Key:   email:code:650e8400-e29b-41d4-a716-446655440001
Value: user@example.com:654321
TTL:   300秒（5分钟）
```

**频率限制**：
```
Key:   sms:code:ratelimit:13800138000
Value: 1
TTL:   300秒（5分钟）
```

### API接口变化

#### 发送验证码接口

**旧版本**：
```json
POST /auth/send-sms-code
Request: { "phone": "13800138000" }
Response: { 
  "code": 200, 
  "message": "验证码已发送", 
  "data": true 
}
```

**新版本**：
```json
POST /auth/send-sms-code
Request: { "phone": "13800138000" }
Response: { 
  "code": 200, 
  "message": "验证码已发送", 
  "data": {
    "sessionId": "550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000",
    "message": "验证码已发送"
  }
}
```

#### 注册接口

**旧版本**：
```json
POST /auth/register
{
  "registerType": "phone",
  "phone": "13800138000",
  "smsCode": "123456",
  "password": "123456",
  "confirmPassword": "123456"
}
```

**新版本**：
```json
POST /auth/register
{
  "registerType": "phone",
  "phone": "13800138000",
  "smsCode": "123456",
  "smsSessionId": "550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000",  // 新增
  "password": "123456",
  "confirmPassword": "123456"
}
```

### 安全优势

#### 1. 防止验证码盗用

- **旧方案**：知道手机号+验证码 = 可以注册
- **新方案**：需要手机号+验证码+SessionID = 更安全

攻击者即使获取到验证码，没有SessionID也无法注册。

#### 2. 会话绑定

SessionID由发起验证码请求的用户持有，其他人无法获取。

#### 3. 防止批量注册

每次发送验证码都会生成新的SessionID，无法重复使用。

#### 4. 时效性

SessionID和验证码都有5分钟有效期，过期自动失效。

### 攻击场景分析

#### 场景1：短信拦截攻击

**攻击流程**：
1. 攻击者获取目标手机号
2. 攻击者拦截短信获取验证码

**旧方案**：✗ 攻击者可以注册
**新方案**：✓ 攻击者没有SessionID，无法注册

#### 场景2：社会工程学

**攻击流程**：
1. 攻击者诱骗用户说出验证码

**旧方案**：✗ 攻击者可以注册
**新方案**：✓ 攻击者没有SessionID，无法注册

#### 场景3：中间人攻击

**攻击流程**：
1. 攻击者拦截网络请求获取验证码

**旧方案**：✗ 攻击者可以注册
**新方案**：✗ 攻击者可以拦截SessionID（需要HTTPS）

**防御**：必须使用HTTPS加密传输

### 前端实现

#### 1. 保存SessionID

```typescript
// 发送验证码
const sendSmsCode = async () => {
  const result = await authApi.sendSmsCode(phone);
  if (result.code === 200 && result.data) {
    // 保存sessionId到表单
    registerForm.smsSessionId = result.data.sessionId;
  }
};
```

#### 2. 提交注册

```typescript
// 注册
const register = async () => {
  const result = await authApi.register({
    registerType: 'phone',
    phone: '13800138000',
    smsCode: '123456',
    smsSessionId: registerForm.smsSessionId,  // 传递sessionId
    password: '123456',
    confirmPassword: '123456'
  });
};
```

### 后端实现

#### 1. 生成SessionID

```java
// 生成会话ID
String sessionId = IDUtils.generateID();

// 存储验证码（绑定sessionId）
String codeKey = "sms:code:" + sessionId;
String codeValue = phone + ":" + code;
redisService.set(codeKey, codeValue, 5, TimeUnit.MINUTES);

// 返回sessionId
Map<String, String> data = Map.of(
    "sessionId", sessionId,
    "message", "验证码已发送"
);
```

#### 2. 验证SessionID

```java
// 获取存储的值
String codeKey = "sms:code:" + smsSessionId;
String storedValue = redisService.get(codeKey);

// 解析：手机号:验证码
String[] parts = storedValue.split(":");
String storedPhone = parts[0];
String storedCode = parts[1];

// 验证
if (!storedPhone.equals(phone)) {
    return "手机号与验证码不匹配";
}
if (!storedCode.equals(smsCode)) {
    return "验证码错误";
}

// 验证通过后删除
redisService.delete(codeKey);
```

### 验证日志

```
[INFO] 短信验证码已发送，手机号: 138****8000, sessionId: 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
[INFO] 手机号注册: 13800138000, sessionId: 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
[WARN] 手机号注册验证失败，提交手机号: 13800138001, 验证码绑定手机号: 13800138000
```

### 注意事项

1. **HTTPS必须**
   - SessionID通过HTTP传输，必须使用HTTPS加密
   - 防止中间人攻击窃取SessionID

2. **SessionID保密**
   - 不要在日志中完整输出SessionID
   - 不要在URL参数中传递SessionID

3. **有效期设置**
   - 验证码有效期：5分钟
   - 频率限制：5分钟内只能发送一次
   - SessionID随验证码一起失效

4. **错误提示**
   - 不要暴露具体的验证失败原因
   - 统一返回"验证码错误"或"验证码已过期"

5. **前端存储**
   - SessionID存储在组件状态中，不持久化
   - 页面刷新后SessionID丢失，需要重新获取验证码

## 对比总结

| 方面 | 旧方案 | 新方案 | 优势 |
|------|--------|--------|------|
| 存储键 | 手机号 | SessionID | 无法通过手机号直接访问 |
| 验证要素 | 手机号+验证码 | 手机号+验证码+SessionID | 多一层安全保障 |
| 防止盗用 | ✗ | ✓ | SessionID由请求方持有 |
| 批量攻击 | 易受攻击 | 难以攻击 | 每次请求生成新SessionID |
| 实现复杂度 | 简单 | 中等 | 增加SessionID管理 |
| 前端改动 | 无 | 需要保存SessionID | 增加一个字段 |

## 推荐实践

1. ✅ **使用HTTPS**：强制要求HTTPS访问
2. ✅ **SessionID加密**：可以考虑对SessionID进行签名
3. ✅ **监控异常**：记录验证失败的日志，监控异常行为
4. ✅ **IP限流**：限制单个IP的发送频率
5. ✅ **图形验证码**：发送验证码前增加图形验证码
6. ✅ **行为分析**：分析用户行为，识别机器人
7. ✅ **黑名单机制**：记录恶意手机号/IP，加入黑名单

## 总结

通过引入SessionID机制，我们将验证码从"谁都可以用"变成了"只有请求者可以用"，大大提高了系统的安全性。这是一个简单但有效的安全增强方案，推荐在所有需要验证码的场景中使用。

