jiang13-bbs/backend/service/auth.go

package service

import (
	"crypto/aes"
	"crypto/cipher"
	"crypto/rand"
	"crypto/sha256"
	"encoding/base64"
	"encoding/hex"
	"errors"
	"io"
	"log"
	"strings"
	"time"

	"github.com/freefire/jiang13-bbs/model"
	"github.com/golang-jwt/jwt/v5"
	"golang.org/x/crypto/bcrypt"
	"gorm.io/gorm"
	"gorm.io/gorm/clause"
)

const (
	// CSRFHeaderName 前端传递 CSRF token 的 header 名
	CSRFHeaderName = "X-CSRF-Token"

	// AccessTokenTTL access token 有效期（短期，降低被盗窗口）
	AccessTokenTTL = 15 * time.Minute
	// RefreshTokenTTL refresh token 有效期（长期）
	RefreshTokenTTL = 7 * 24 * time.Hour
	// RefreshRotationGrace 轮转宽限期：同枚旧 refresh 在此窗口内被并发重放时，
	// 返回同一个新 token 对（放行），超过窗口的重放视为盗用（OAuth BCP 模式）
	RefreshRotationGrace = 60 * time.Second
	// RefreshTokenRetention 已过期/已吊销行的保留期：过期后仍需短期留痕用于盗用检测
	RefreshTokenRetention = 30 * 24 * time.Hour
)

// 认证 cookie 名（变量，生产 HTTPS 下通过 ConfigureCookieNames 启用 __Host- 前缀）
var (
	// CookieName JWT access token 存储的 HttpOnly cookie 名
	CookieName = "j13_token"
	// RefreshCookieName refresh token 存储的 HttpOnly cookie 名
	RefreshCookieName = "j13_refresh"
	// CSRFCookieName CSRF token cookie 名（非 HttpOnly，前端可读）
	CSRFCookieName = "j13_csrf"
)

// ConfigureCookieNames 生产环境（HTTPS）启用 __Host- 前缀：
// 浏览器强制 Secure、Path=/、禁止 Domain，进一步收窄 cookie 作用面。
// 必须在路由注册前调用一次；前端按 NODE_ENV=production 同步启用。
func ConfigureCookieNames(useHostPrefix bool) {
	if !useHostPrefix {
		return
	}
	CookieName = "__Host-j13_token"
	RefreshCookieName = "__Host-j13_refresh"
	CSRFCookieName = "__Host-j13_csrf"
}

// UserClaims JWT 中携带的用户信息
type UserClaims struct {
	ID           uint   `json:"id"`
	Username     string `json:"username"`
	Role         string `json:"role"`
	Banned       bool   `json:"banned"`
	TokenVersion int    `json:"tv"`  // token 版本号，用于服务端撤销
	FamilyID     uint   `json:"fid"` // 登录会话家族，剔除设备时使该会话 JWT 立即失效
}

// AuthService 认证服务
type AuthService struct {
	db        *gorm.DB
	jwtSecret []byte
	encKey    []byte // refresh token 落库密文的 AES-GCM 密钥（由 JWT 密钥派生）
}

func NewAuthService(db *gorm.DB, jwtSecret string) *AuthService {
	// 域分离派生：即使与 JWT 共用主密钥，密文用途也不可互换
	keySum := sha256.Sum256([]byte("j13-refresh-token-aesgcm-v1:" + jwtSecret))
	return &AuthService{db: db, jwtSecret: []byte(jwtSecret), encKey: keySum[:]}
}

// dummyPasswordHash 用户不存在时也执行一次 bcrypt 比较，避免通过响应耗时枚举用户名
var dummyPasswordHash, _ = bcrypt.GenerateFromPassword(
	[]byte("j13-dummy-password-for-constant-timing"), bcrypt.DefaultCost)

// Register 用户注册
func (s *AuthService) Register(username, email, password string) (*model.User, error) {
	// 检查用户名是否已存在
	var count int64
	s.db.Model(&model.User{}).Where("username = ?", username).Count(&count)
	if count > 0 {
		return nil, errors.New("用户名已被使用")
	}

	hashed, err := bcrypt.GenerateFromPassword([]byte(password), bcrypt.DefaultCost)
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	user := &model.User{
		Username: username,
		Email:    email,
		Password: string(hashed),
		Nickname: username,
		Role:     model.RoleUser,
	}
	if err := s.db.Create(user).Error; err != nil {
		return nil, err
	}
	return user, nil
}

// Login 用户登录，返回 access token + refresh token + user
func (s *AuthService) Login(username, password, ip, ua string) (string, string, *model.User, error) {
	var user model.User
	if err := s.db.Where("username = ?", username).First(&user).Error; err != nil {
		// 仍然消耗一次 bcrypt 比较的时间，避免用户名存在性时序枚举
		_ = bcrypt.CompareHashAndPassword(dummyPasswordHash, []byte(password))
		return "", "", nil, errors.New("用户名或密码错误")
	}
	if err := bcrypt.CompareHashAndPassword([]byte(user.Password), []byte(password)); err != nil {
		return "", "", nil, errors.New("用户名或密码错误")
	}
	// 封禁判定放在密码比较之后，同样避免时序差异
	if user.Banned {
		return "", "", nil, ErrAccountBanned
	}

	refreshToken, familyID, err := s.CreateRefreshToken(user.ID, ip, ua)
	if err != nil {
		return "", "", nil, err
	}
	accessToken, err := s.generateToken(&user, familyID)
	if err != nil {
		return "", "", nil, err
	}
	return accessToken, refreshToken, &user, nil
}

// generateToken 签发 access token（短期）
func (s *AuthService) generateToken(user *model.User, familyID uint) (string, error) {
	claims := &tokenClaims{
		UserClaims: UserClaims{
			ID:           user.ID,
			Username:     user.Username,
			Role:         string(user.Role),
			Banned:       user.Banned,
			TokenVersion: user.TokenVersion,
			FamilyID:     familyID,
		},
		RegisteredClaims: jwt.RegisteredClaims{
			Subject:   user.Username,
			ExpiresAt: jwt.NewNumericDate(time.Now().Add(AccessTokenTTL)),
			IssuedAt:  jwt.NewNumericDate(time.Now()),
		},
	}
	token := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodHS256, claims)
	return token.SignedString(s.jwtSecret)
}

type tokenClaims struct {
	UserClaims
	jwt.RegisteredClaims
}

// ParseToken 解析 JWT（仅校验签名和过期，不查 DB）
func (s *AuthService) ParseToken(tokenStr string) (*UserClaims, error) {
	claims := &tokenClaims{}
	_, err := jwt.ParseWithClaims(tokenStr, claims, func(t *jwt.Token) (interface{}, error) {
		return s.jwtSecret, nil
	})
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return &claims.UserClaims, nil
}

// ValidateClaims 校验 claims 是否仍然有效（查 DB：token_version 匹配且未封禁）
// 用于中间件在每个请求上做实时权限校验
func (s *AuthService) ValidateClaims(claims *UserClaims) (*model.User, error) {
	var user model.User
	if err := s.db.First(&user, claims.ID).Error; err != nil {
		return nil, errors.New("用户不存在")
	}
	// 封禁优先于版本判定：封禁必然伴随 token_version 递增，
	// 但前端需要明确知道"被封禁"而非笼统的登录失效
	if user.Banned {
		return nil, ErrAccountBanned
	}
	// token 版本不匹配 → 已被撤销（改密码/封禁/管理员操作）
	if user.TokenVersion != claims.TokenVersion {
		return nil, ErrTokenRevoked
	}
	// 单设备剔除：该会话家族已无有效 refresh token 则立即失效
	if claims.FamilyID != 0 && !s.familySessionActive(user.ID, claims.FamilyID) {
		return nil, ErrTokenRevoked
	}
	return &user, nil
}

func (s *AuthService) familySessionActive(userID, familyID uint) bool {
	var n int64
	s.db.Model(&model.RefreshToken{}).
		Where("user_id = ? AND revoked = ? AND expires_at > ? AND (family_id = ? OR (family_id = 0 AND id = ?))",
			userID, false, time.Now(), familyID, familyID).
		Count(&n)
	return n > 0
}

// GetUserByID 根据 ID 获取用户
func (s *AuthService) GetUserByID(id uint) (*model.User, error) {
	var user model.User
	if err := s.db.First(&user, id).Error; err != nil {
		return nil, err
	}
	return &user, nil
}

// GenerateCSRFToken 生成随机 CSRF token
func GenerateCSRFToken() string {
	b := make([]byte, 32)
	_, _ = rand.Read(b)
	return base64.URLEncoding.EncodeToString(b)
}

// generateRandomToken 生成随机令牌字符串
func generateRandomToken() string {
	b := make([]byte, 32)
	_, _ = rand.Read(b)
	return base64.URLEncoding.EncodeToString(b)
}

// 账号级登录态错误：前端据此区分"被封禁强制下线"与普通登录过期
var (
	// ErrAccountBanned 账号已被封禁（登录/刷新/鉴权全链路统一返回，便于前端识别并告知用户）
	ErrAccountBanned = errors.New("账号已被封禁")
	// ErrTokenRevoked 凭据版本失配：改密/管理员强制下线等导致旧 JWT 立即作废
	ErrTokenRevoked = errors.New("登录态已失效")
)

// refresh token 相关错误
var (
	ErrRefreshInvalid = errors.New("refresh token 无效")
	ErrRefreshExpired = errors.New("refresh token 已过期")
	ErrRefreshReused  = errors.New("refresh token 存在重用嫌疑")
)

// hashRefreshToken refresh token 只以 SHA-256 形式落库
func hashRefreshToken(token string) string {
	sum := sha256.Sum256([]byte(token))
	return hex.EncodeToString(sum[:])
}

// encryptToken / decryptToken：当前有效的 refresh token 保留一份 AES-GCM
// 密文，仅用于轮转宽限期内向并发重放返回同一个新 token；行一旦吊销立即抹除
func (s *AuthService) encryptToken(token string) (string, error) {
	block, err := aes.NewCipher(s.encKey)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	gcm, err := cipher.NewGCM(block)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	nonce := make([]byte, gcm.NonceSize())
	if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, nonce); err != nil {
		return "", err
	}
	cipherText := gcm.Seal(nonce, nonce, []byte(token), nil)
	return base64.StdEncoding.EncodeToString(cipherText), nil
}

func (s *AuthService) decryptToken(encoded string) (string, error) {
	data, err := base64.StdEncoding.DecodeString(encoded)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	block, err := aes.NewCipher(s.encKey)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	gcm, err := cipher.NewGCM(block)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	if len(data) < gcm.NonceSize() {
		return "", errors.New("密文过短")
	}
	plain, err := gcm.Open(nil, data[:gcm.NonceSize()], data[gcm.NonceSize():], nil)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	return string(plain), nil
}

// CreateRefreshToken 创建并存储 refresh token（存哈希 + 密文 + 设备信息）
func (s *AuthService) CreateRefreshToken(userID uint, ip, ua string) (string, uint, error) {
	token := generateRandomToken()
	cipherText, err := s.encryptToken(token)
	if err != nil {
		return "", 0, err
	}
	now := time.Now()
	rt := &model.RefreshToken{
		UserID:      userID,
		TokenHash:   hashRefreshToken(token),
		TokenCipher: cipherText,
		IP:          truncateStr(ip, 45),
		UserAgent:   truncateStr(ua, 500),
		LoggedInAt:  now,
		LastUsedAt:  now,
		ExpiresAt:   now.Add(RefreshTokenTTL),
	}
	if err := s.db.Create(rt).Error; err != nil {
		return "", 0, err
	}
	if err := s.db.Model(rt).Update("family_id", rt.ID).Error; err != nil {
		return "", 0, err
	}
	rt.FamilyID = rt.ID
	s.revokeSameFingerprintExcept(userID, rt.FamilyID, ip, ua)
	return token, rt.FamilyID, nil
}

// loadActiveUser 加载用户并实时校验封禁状态
func (s *AuthService) loadActiveUser(tx *gorm.DB, userID uint) (*model.User, error) {
	var user model.User
	if err := tx.First(&user, userID).Error; err != nil {
		return nil, errors.New("用户不存在")
	}
	if user.Banned {
		return nil, ErrAccountBanned
	}
	return &user, nil
}

// ValidateRefreshToken 校验 refresh token 并返回所属用户
func (s *AuthService) ValidateRefreshToken(token string) (*model.User, error) {
	var rt model.RefreshToken
	if err := s.db.Where("token_hash = ?", hashRefreshToken(token)).First(&rt).Error; err != nil {
		return nil, ErrRefreshInvalid
	}
	if rt.Revoked {
		// 撤销常源于封禁/改密：补查封禁状态，让被封禁用户的刷新请求
		// 得到可识别的原因（前端据此弹封禁提示，而非笼统的登录过期）
		var owner model.User
		if err := s.db.Select("banned").First(&owner, rt.UserID).Error; err == nil && owner.Banned {
			return nil, ErrAccountBanned
		}
		return nil, errors.New("refresh token 已撤销")
	}
	if time.Now().After(rt.ExpiresAt) {
		return nil, ErrRefreshExpired
	}
	return s.loadActiveUser(s.db, rt.UserID)
}

// RotateRefreshToken 一次性轮转 refresh token（整个判定与写库在单事务内完成）：
//   - 正常：旧行吊销并链接到新行，返回新 access + 新 refresh
//   - 宽限期并发重放（RSC 预取/多实例几乎同时到达）：返回【同一个】新 token 对，
//     不再轮转，避免浏览器收到互相吊销的两套 cookie 而随机掉线
//   - 吊销后重放（被盗信号）：撤销该用户全部 refresh token，强制重新登录
func (s *AuthService) RotateRefreshToken(oldToken, ip, ua string) (string, string, *model.User, error) {
	var (
		accessToken, newRefresh string
		outUser                 *model.User
		outErr                  error
	)
	txErr := s.db.Transaction(func(tx *gorm.DB) error {
		var rt model.RefreshToken
		if err := tx.Clauses(clause.Locking{Strength: "UPDATE"}).
			Where("token_hash = ?", hashRefreshToken(oldToken)).First(&rt).Error; err != nil {
			outErr = ErrRefreshInvalid
			return nil
		}
		now := time.Now()
		if now.After(rt.ExpiresAt) {
			outErr = ErrRefreshExpired
			return nil
		}
		user, err := s.loadActiveUser(tx, rt.UserID)
		if err != nil {
			outErr = err
			return nil
		}

		if rt.Revoked {
			// 宽限期内、且轮转链指向的新 token 仍健康：并发重放，返回同一对
			if rt.RotatedTo != 0 && rt.RotatedAt != nil && now.Sub(*rt.RotatedAt) <= RefreshRotationGrace {
				var next model.RefreshToken
				if e := tx.First(&next, rt.RotatedTo).Error; e == nil &&
					next.UserID == rt.UserID && !next.Revoked && now.Before(next.ExpiresAt) &&
					next.TokenCipher != "" {
					if sameRefresh, e := s.decryptToken(next.TokenCipher); e == nil {
						if at, e := s.generateToken(user, sessionFamilyID(next)); e == nil {
							accessToken, newRefresh, outUser = at, sameRefresh, user
							return nil
						}
					}
				}
			}
			// 其他吊销后重放：判定为盗用，撤销该用户整个 refresh token 家族
			if err := tx.Model(&model.RefreshToken{}).
				Where("user_id = ? AND revoked = ?", rt.UserID, false).
				Updates(map[string]any{"revoked": true, "token_cipher": "", "updated_at": now}).Error; err != nil {
				return err
			}
			log.Printf("[auth] 检测到 refresh token 吊销后重放，已撤销 user=%d 的全部 refresh token", rt.UserID)
			outErr = ErrRefreshReused
			return nil
		}

		// 正常轮转：先建新行，再吊销旧行并建立轮转链，同时抹除旧行密文
		plain := generateRandomToken()
		cipherText, err := s.encryptToken(plain)
		if err != nil {
			return err
		}
		familyID := sessionFamilyID(rt)
		ipOut := truncateStr(ip, 45)
		if ipOut == "" {
			ipOut = rt.IP
		}
		uaOut := truncateStr(ua, 500)
		if uaOut == "" {
			uaOut = rt.UserAgent
		}
		nr := &model.RefreshToken{
			UserID:      rt.UserID,
			FamilyID:    familyID,
			TokenHash:   hashRefreshToken(plain),
			TokenCipher: cipherText,
			IP:          ipOut,
			UserAgent:   uaOut,
			LoggedInAt:  tokenLoggedInAt(rt),
			LastUsedAt:  now,
			ExpiresAt:   now.Add(RefreshTokenTTL),
		}
		if err := tx.Create(nr).Error; err != nil {
			return err
		}
		rotatedAt := now
		if err := tx.Model(&rt).Updates(map[string]any{
			"revoked":      true,
			"rotated_to":   nr.ID,
			"rotated_at":   rotatedAt,
			"token_cipher": "",
			"updated_at":   now,
		}).Error; err != nil {
			return err
		}
		at, err := s.generateToken(user, familyID)
		if err != nil {
			return err
		}
		accessToken, newRefresh, outUser = at, plain, user
		return nil
	})
	if txErr != nil {
		return "", "", nil, txErr
	}
	if outErr != nil {
		return "", "", nil, outErr
	}
	return accessToken, newRefresh, outUser, nil
}

// RevokeRefreshToken 撤销单个 refresh token（单设备登出时用）
func (s *AuthService) RevokeRefreshToken(token string) {
	if token == "" {
		return
	}
	s.db.Model(&model.RefreshToken{}).Where("token_hash = ?", hashRefreshToken(token)).
		Updates(map[string]any{"revoked": true, "token_cipher": ""})
}

// RevokeAllUserRefreshTokens 撤销用户所有 refresh token（改密码/封禁/盗用处置时用）
func (s *AuthService) RevokeAllUserRefreshTokens(userID uint) {
	s.db.Model(&model.RefreshToken{}).Where("user_id = ? AND revoked = ?", userID, false).
		Updates(map[string]any{"revoked": true, "token_cipher": ""})
}

// PurgeExpiredRefreshTokens 物理清理过期或吊销超过保留期的行
// （保留期内仍需留痕，用于吊销后重放的盗用检测）
func PurgeExpiredRefreshTokens(db *gorm.DB) {
	cutoff := time.Now().Add(-RefreshTokenRetention)
	if err := db.Where("expires_at < ?", cutoff).Delete(&model.RefreshToken{}).Error; err != nil {
		log.Printf("[auth] 清理过期 refresh token 失败: %v", err)
	}
	if err := db.Where("revoked = ? AND updated_at < ?", true, cutoff).
		Delete(&model.RefreshToken{}).Error; err != nil {
		log.Printf("[auth] 清理已吊销 refresh token 失败: %v", err)
	}
}

// StartRefreshTokenCleanup 启动周期清理任务（立即执行一次，之后每 6 小时）
func StartRefreshTokenCleanup(db *gorm.DB) {
	go func() {
		PurgeExpiredRefreshTokens(db)
		ticker := time.NewTicker(6 * time.Hour)
		defer ticker.Stop()
		for range ticker.C {
			PurgeExpiredRefreshTokens(db)
		}
	}()
}

// IncrementTokenVersion 递增用户 token 版本，使所有已有 JWT 失效
// 用于：改密码、封禁用户、管理员强制下线
func (s *AuthService) IncrementTokenVersion(userID uint) error {
	result := s.db.Model(&model.User{}).Where("id = ?", userID).UpdateColumn("token_version", gorm.Expr("token_version + 1"))
	if result.Error != nil {
		return result.Error
	}
	s.RevokeAllUserRefreshTokens(userID)
	return nil
}

// ChangePassword 修改密码：校验旧密码，更新新密码，递增 token_version 使旧 token 失效
func (s *AuthService) ChangePassword(userID uint, oldPassword, newPassword string) error {
	var user model.User
	if err := s.db.First(&user, userID).Error; err != nil {
		return errors.New("用户不存在")
	}
	if err := bcrypt.CompareHashAndPassword([]byte(user.Password), []byte(oldPassword)); err != nil {
		return errors.New("旧密码错误")
	}
	if len(newPassword) < 6 {
		return errors.New("新密码至少 6 位")
	}
	hashed, err := bcrypt.GenerateFromPassword([]byte(newPassword), bcrypt.DefaultCost)
	if err != nil {
		return err
	}
	result := s.db.Model(&model.User{}).Where("id = ?", userID).Update("password", string(hashed))
	if result.Error != nil {
		return result.Error
	}
	if result.RowsAffected == 0 {
		return errors.New("密码更新失败")
	}
	// 递增 token_version，使所有旧 JWT 和 refresh token 失效
	return s.IncrementTokenVersion(userID)
}

// UpdateProfile 更新昵称/邮箱/签名。头像只能通过上传接口（/api/upload/avatar）
// 或历史头像选用接口（/api/avatar/use）修改，这里不接收头像字段，防止写入任意外链。
// - nickname 非空且不超过 64 字符
// - email 可为空；非空时需符合邮箱格式且不与他人重复
// - signature 不超过 255 字符
func (s *AuthService) UpdateProfile(userID uint, nickname, email, signature string) (*model.User, error) {
	nickname = strings.TrimSpace(nickname)
	if nickname == "" {
		return nil, errors.New("昵称不能为空")
	}
	if len(nickname) > 64 {
		return nil, errors.New("昵称不能超过 64 个字符")
	}
	email = strings.TrimSpace(email)
	if email != "" {
		if !strings.Contains(email, "@") || len(email) > 128 {
			return nil, errors.New("邮箱格式不正确")
		}
		// 邮箱唯一性校验（排除自身）
		var count int64
		s.db.Model(&model.User{}).Where("email = ? AND id <> ?", email, userID).Count(&count)
		if count > 0 {
			return nil, errors.New("该邮箱已被使用")
		}
	}
	if len(signature) > 255 {
		return nil, errors.New("签名不能超过 255 个字符")
	}

	updates := map[string]any{
		"nickname":  nickname,
		"email":     email,
		"signature": signature,
	}
	if err := s.db.Model(&model.User{}).Where("id = ?", userID).Updates(updates).Error; err != nil {
		return nil, err
	}
	return s.GetUserByID(userID)
}