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三次输错密码后系统如何限制登录?Spring Boot登录限流全解

三次输错密码后,系统是怎么做到不让我继续尝试的?

登录失败三次后被“请稍后再试”了?你以为这是系统在“为你好”?其实背后藏着一整套“防暴力破解”机制。

从用户体验来看,这是一种常见的安全交互设计。但从技术角度来看,它涉及到了登录行为监控、数据持久化、状态限制、性能与安全的平衡,甚至还可能与缓存、数据库、分布式锁、验证码联动处理。

这篇文章我们就深度拆解下:系统是怎么做到三次输错密码后,就“不让你再试”的。我们会从三个角度提供实际可落地的技术方案,并结合代码、场景、优缺点进行全方位分析。

方案一:基于缓存计数器 + 过期控制的方案(推荐优先)

应用场景:

  • 适用于单体应用小型分布式应用
  • 用户量不算超级大,系统可接受短暂状态缓存
  • 想通过简单方案快速限制重复密码尝试

核心思路:

  • 每次登录失败,就在缓存(如 Redis)中记录一次失败次数
  • 设置一个过期时间窗口(如10分钟),超过时间自动清除
  • 如果失败次数 ≥ 阈值(如3次),则禁止登录(抛出异常或返回提示)

实现原理图:

用户名/手机号 + IP 作为 Redis Key
          ↓
        login:fail:username:ip → 失败次数(value)
                       ↓
        超过3次?→ 是 → 拒绝登录 & 返回提示
                  ↓
                 否 → 正常验证密码逻辑

实现代码示例(基于Spring Boot + Redis):

@RestController
@RequestMapping("/auth")
public class LoginController {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    private static final int MAX_RETRY = 3;
    private static final long BLOCK_MINUTES = 10;

    @PostMapping("/login")
    public ResponseEntity<?> login(@RequestParam String username, @RequestParam String password,
                                   HttpServletRequest request) {

        String ip = request.getRemoteAddr(); // 获取客户端IP
        String redisKey = String.format("login:fail:%s:%s", username, ip);

        // 获取失败次数
        String failCountStr = redisTemplate.opsForValue().get(redisKey);
        int failCount = StringUtils.hasText(failCountStr) ? Integer.parseInt(failCountStr) : 0;

        if (failCount >= MAX_RETRY) {
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS)
                    .body("账号已被临时锁定,请10分钟后再试");
        }

        boolean success = checkPassword(username, password);

        if (!success) {
            // 增加失败次数
            redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey);
            redisTemplate.expire(redisKey, Duration.ofMinutes(BLOCK_MINUTES));
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("密码错误");
        }

        // 登录成功,清除失败记录
        redisTemplate.delete(redisKey);
        return ResponseEntity.ok("登录成功!");
    }

    private boolean checkPassword(String username, String password) {
        // 假设用户存在 & 密码为123456
        return "123456".equals(password);
    }
}

补充说明:

  • key设计:推荐加上IP(或设备指纹),防止不同用户相互影响
  • 过期机制:Redis的expire用来自动清除key,减轻维护成本
  • 清零机制:登录成功后立即delete掉key,避免误伤
  • 防止穿透:建议使用Lua脚本 + 限流工具(如Sentinel)进一步增强并发控制

存在的问题:

问题 说明
非分布式容错 如果你用的是单Redis节点,Redis挂掉后记录就丢了
无法精准记录异常场景 比如数据库连接失败,也会被算作失败次数
依赖缓存准确性 若Redis异常或Key被误删,可能影响逻辑正确性

优势总结:

  • 实现简单、易于维护,代码可读性强
  • 基于缓存,不会影响数据库性能
  • 适合大多数中小项目的安全需求
  • 可配合验证码策略进一步增强验证逻辑

如果你希望在业务初期就上一个稳健的防止密码暴力破解方案,这个缓存+次数计数方式是最实用的第一选择。

方案二:基于数据库持久化记录 + 锁定字段机制(强一致性保障)

适用场景:

  • 需要安全等级更高的系统,如企业后台、金融、电商等
  • 不能容忍Redis丢失状态,或登录状态需长期记录
  • 需要审计失败行为、记录登录历史

核心思路:

  • 在用户表或独立登录表中持久化记录登录失败次数、最后失败时间
  • 达到最大失败次数时,设置锁定标志 + 锁定时间
  • 每次登录时先查询用户状态字段,判断是否锁定、是否可解锁

表结构设计(示意):

CREATE TABLE sys_user (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) UNIQUE,
    password VARCHAR(255),
    fail_count INT DEFAULT 0,
    last_fail_time DATETIME,
    locked_until DATETIME
);

实现代码示例(Spring Boot + JPA):

@RestController
@RequestMapping("/secure-auth")
public class SecureLoginController {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    private static final int MAX_RETRY = 3;
    private static final long LOCK_MINUTES = 15;

    @PostMapping("/login")
    public ResponseEntity<?> login(@RequestParam String username, @RequestParam String password) {
        Optional<User> userOpt = userRepository.findByUsername(username);

        if (userOpt.isEmpty()) {
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("用户不存在");
        }

        User user = userOpt.get();

        // 判断是否锁定
        if (user.getLockedUntil() != null && user.getLockedUntil().isAfter(LocalDateTime.now())) {
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS)
                    .body("账号已被锁定,解锁时间:" + user.getLockedUntil());
        }

        if (!passwordMatches(user.getPassword(), password)) {
            // 增加失败次数
            user.setFailCount(user.getFailCount() + 1);
            user.setLastFailTime(LocalDateTime.now());

            // 如果达到阈值,锁定
            if (user.getFailCount() >= MAX_RETRY) {
                user.setLockedUntil(LocalDateTime.now().plusMinutes(LOCK_MINUTES));
            }

            userRepository.save(user);

            return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("密码错误");
        }

        // 登录成功,重置状态
        user.setFailCount(0);
        user.setLockedUntil(null);
        user.setLastFailTime(null);
        userRepository.save(user);

        return ResponseEntity.ok("登录成功!");
    }

    private boolean passwordMatches(String encodedPassword, String inputPassword) {
        // 可接入 BCryptPasswordEncoder 等加密方案
        return encodedPassword.equals(inputPassword);
    }
}

关键细节说明:

项目 说明
fail_count 累计失败次数,达到3次则触发锁定
last_fail_time 可用于展示或审计(谁恶意搞我号?)
locked_until 解锁时间,到点自动解除封禁,无需人工操作

优点分析:

  • 强一致性:所有登录状态信息都存在数据库中,避免缓存不一致问题
  • 可审计:便于分析黑客行为、展示用户“登录失败历史”
  • 易集成:可以和账号状态(如冻结、禁用)统一在一张表里处理

存在的问题:

问题 说明
存在写入压力 每次失败都写库,用户量大时要注意并发性能瓶颈
实时性稍慢 对比Redis方案略慢,读写都走数据库
集群间同步需依赖数据库 各节点都查同一库,压力需分担

可升级建议:

  • 配合异步队列 + 延迟任务,做锁定到期解封操作
  • 锁定记录拆分出专表,避免污染主用户表(如user_login_status)
  • 结合Spring Security提供的UserDetails#isAccountNonLocked()增强处理

如果你系统对安全性和数据一致性有很高要求,并且希望不依赖缓存状态、对登录行为可持续记录,这种数据库级方案无疑是“长治久安”的选项。

继续压轴的第三种方案,这一招——有点狠,是那种你登录多试两次,就像踢了马蜂窝一样,系统立马切换到联防模式

方案三:基于限流+验证码联防机制(风控级防御)

适用场景:

  • 用户规模超大,登录请求量高,存在撞库、扫号风险
  • 对系统稳定性和安全要求极高:如银行、电商、政务平台
  • 要做防刷、防爆破、防批量攻击

核心机制:防御系统不是只靠一个点,而是组合拳

  1. IP+账号限流(滑动窗口或令牌桶)
  2. 验证码强制切入(如图形/滑动/短信)
  3. 账号进入灰名单,行为风控接管

实现方式一:Spring Boot + Bucket4j限流器

@Bean
public Map<String, Bucket> cache() {
    return new ConcurrentHashMap<>();
}

private Bucket resolveBucket(String key) {
    return cache.computeIfAbsent(key, k -> {
        Refill refill = Refill.greedy(5, Duration.ofMinutes(10));  // 10分钟最多5次
        Bandwidth limit = Bandwidth.classic(5, refill);
        return Bucket.builder().addLimit(limit).build();
    });
}

控制器中限流判断:

@PostMapping("/login")
public ResponseEntity<?> login(@RequestParam String username,
                               @RequestParam String password,
                               HttpServletRequest request) {
    String ip = request.getRemoteAddr();
    String key = "login:" + ip + ":" + username;

    Bucket bucket = resolveBucket(key);
    if (!bucket.tryConsume(1)) {
        return ResponseEntity.status(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS)
                .body("访问过于频繁,请稍后再试!");
    }

    // 判断是否需要验证码
    if (isRequireCaptcha(username, ip)) {
        return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED)
                .body("请完成验证码验证");
    }

    // 执行登录逻辑...
    return ResponseEntity.ok("登录成功");
}

验证码策略入口点

private boolean isRequireCaptcha(String username, String ip) {
    // 判断标准:连续失败次数超过2次或命中IP灰名单
    Integer failCount = loginFailCache.getOrDefault(ip + ":" + username, 0);
    return failCount >= 3 || grayIpList.contains(ip);
}

进阶防御能力(配合业务中台)

风控点 处理逻辑
同IP高频登录 限制IP登录频率,封禁IP段或调拨流量
多账户同设备尝试 设备指纹识别,同设备异常换号报警
黑名单策略 多次失败即加入灰名单,所有请求强制验证码
登录成功后,failCount清零 防止误封合法用户

验证码推荐实现:

类型 说明
图形验证码 JCaptcha、Kaptcha
滑动验证码 极验、腾讯验证码(用户体验好)
短信验证码 绑定手机号后动态发送

优点分析:

  • 行为风控 + 限流 + 验证码,三位一体,防爆破更高效
  • 无状态限流,不依赖数据库或Redis(可落地+缓存混合)
  • 限流组件(如Bucket4j、Resilience4j)性能稳定,线程安全
  • 可接入日志分析系统,实时报警+行为建模

注意事项:

风险 建议
滑动验证码第三方依赖 合理集成并设置超时时间,防止影响主业务
验证码被攻击(OCR) 添加干扰、改滑动、短时令牌验证
滑动频率误杀正常用户 增加灰名单手动清理机制 + 黑白名单

总结一下:

这种方案适合大并发、大攻击面系统。尤其是当“业务+安全”联动成体系时——

  • 限流组件 + 图形验证码
  • 异常登录统计 + 账号冻结逻辑
  • 黑名单维护 + 行为审计分析

你就不是简单做个登录功能,而是在构建一个“登录防线”。

你现在回过头来看这三种方案:

方案 特点 适用
Redis临时锁 快速轻量、支持自动过期 一般场景、用户数不大
数据库持久锁 强一致性、审计友好 金融、电商、后台
限流+验证码联防 风控级别、防爆破 高并发系统、对抗攻击

如果你是在做SaaS平台、系统集成、门户登录系统或者啥政企大系统,这三种都要整合使用,不然早晚被“脚本仔”揍出心理阴影。

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