PersonalWebApplication/Server/src/auth.rs

//! 用户存储与登录校验 + 开发者入口门。
//!
//! 两者默认都走 **MySQL**，且**每次校验直接查库（走 IO，不在内存里缓存整表）**——
//! 机器内存紧张，宁可每次打一次很轻的索引查询，也不常驻一份副本：
//!   - 登录：表 `ccuser(username, password_sha256)`；
//!   - 入口门：表 `dev_gate(gate_hash)`。
//! 连接串由环境变量 `DATABASE_URL` 指定，`UserStore` 与 `DevGate` **共用同一个
//! 连接池**（见 `db_pool_from_env`），避免开两份连接。未设置 `DATABASE_URL` 时各自
//! 回退到内置/文件兜底，方便本地无 DB 时开发。
//!
//! 口令永不明文存储：库里存的是 SHA256(hex)，登录时把传入明文同样
//! 哈希后做**等长比较**。（注意：SHA256 仅用于“不落明文”，并非抗暴力破解的
//! 口令哈希；若将来要对外网开放，应换 Argon2/bcrypt 这类慢哈希。）

use std::collections::{HashMap, HashSet};
use std::time::{SystemTime, UNIX_EPOCH};

use jsonwebtoken::{decode, encode, DecodingKey, EncodingKey, Header, Validation};
use serde::{Deserialize, Serialize};
use sha2::{Digest, Sha256};
use sqlx::mysql::{MySqlPool, MySqlPoolOptions};

/// 按 `DATABASE_URL` 建一个**懒连接**池（启动不阻塞，首次查询才真正建连），
/// 供 `UserStore` 与 `DevGate` 共用。未设置该环境变量则返回 `None`，调用方各自兜底。
pub fn db_pool_from_env() -> Option<MySqlPool> {
    match std::env::var("DATABASE_URL") {
        Ok(url) if !url.trim().is_empty() => {
            let pool = MySqlPoolOptions::new()
                .max_connections(5)
                .connect_lazy(&url)
                .expect("DATABASE_URL 格式非法");
            Some(pool)
        }
        _ => None,
    }
}

/// 开发者「入口门」：一组合法的入口 hash。
///
/// 访问 `域名/#<hash>` 时，前端把 `<hash>` 发给后端，只有命中这里的某一个，
/// 才放行去显示登录页。这样合法 hash **只存在后端**，不进前端打包产物，
/// 扒前端 JS 也看不到；且每个开发者一串、可单独增删。
///
/// 注意：入口 hash 只是“藏门”的共享口令，**不是身份凭证**。真正证明身份仍靠
/// 登录（用户名 + 密码，见 `UserStore`）。
pub enum DevGate {
    /// 每次校验查 MySQL `dev_gate` 表（不缓存整表）。
    Db(MySqlPool),
    /// 内置/文件载入的 hash 集合，仅作无 DB 时的兜底。
    Memory(HashSet<String>),
}

impl DevGate {
    /// 有连接池就走 MySQL；否则读 `GATE_FILE`（默认 `dev_gate.txt`），文件也没有再 `seed()`。
    pub fn new(pool: Option<MySqlPool>) -> Self {
        match pool {
            Some(p) => {
                eprintln!("[gate] 入口校验走 MySQL");
                DevGate::Db(p)
            }
            None => Self::load_file(),
        }
    }

    /// 从 `GATE_FILE`（默认 `dev_gate.txt`）读入口 hash；读不到回退内置 `seed()`。
    /// 文件格式：一行一个 hash，`#` 之后为注释，空行忽略。
    fn load_file() -> Self {
        let path = std::env::var("GATE_FILE").unwrap_or_else(|_| "dev_gate.txt".to_string());
        match std::fs::read_to_string(&path) {
            Ok(text) => {
                let hashes = Self::parse(&text);
                eprintln!("[gate] 从 {path} 载入 {} 个入口 hash", hashes.len());
                DevGate::Memory(hashes)
            }
            Err(_) => {
                eprintln!("[gate] 未找到 {path}，回退到内置写死列表");
                Self::seed()
            }
        }
    }

    /// 把文件文本解析为 hash 集合：丢掉 `#` 注释与空行，每行取剩下的非空串。
    fn parse(text: &str) -> HashSet<String> {
        text.lines()
            .map(|line| line.split('#').next().unwrap_or("").trim())
            .filter(|s| !s.is_empty())
            .map(|s| s.to_string())
            .collect()
    }

    /// 内置写死的入口 hash 表，作为无 DB / 无文件时的兜底。
    pub fn seed() -> Self {
        let mut hashes = HashSet::new();

        // cc：SHA256("192118Lht") 的前 12 位。对应入口 域名/#0086e83c9b10
        hashes.insert("0086e83c9b10".to_string());

        DevGate::Memory(hashes)
    }

    /// 该 hash 是否属于某个合法开发者。DB 模式下每次查库（命中即放行）；
    /// 查询出错按“不放行”处理，不泄露后端内部状态。
    pub async fn allows(&self, hash: &str) -> bool {
        match self {
            DevGate::Memory(hashes) => hashes.contains(hash),
            DevGate::Db(pool) => {
                let row: Result<Option<(String,)>, sqlx::Error> =
                    sqlx::query_as("SELECT gate_hash FROM dev_gate WHERE gate_hash = ?")
                        .bind(hash)
                        .fetch_optional(pool)
                        .await;
                match row {
                    Ok(found) => found.is_some(),
                    Err(e) => {
                        eprintln!("[gate] 查询 dev_gate 失败: {e}");
                        false
                    }
                }
            }
        }
    }
}

/// 用户校验后端：优先连 MySQL，无 `DATABASE_URL` 时退回内置写死表。
pub enum UserStore {
    /// 从 MySQL 的 `ccuser` 表查 `password_sha256`。
    Db(MySqlPool),
    /// 内置写死表（用户名 → 密码SHA256 hex），仅作无 DB 时的兜底。
    Memory(HashMap<String, String>),
}

impl UserStore {
    /// 有连接池就走 MySQL（每次校验查 `ccuser`）；否则回退到内置 `seed()`。
    pub fn new(pool: Option<MySqlPool>) -> Self {
        match pool {
            Some(p) => {
                eprintln!("[auth] 用户校验走 MySQL");
                UserStore::Db(p)
            }
            None => {
                eprintln!("[auth] 未设置 DATABASE_URL，回退到内置写死用户表");
                Self::seed()
            }
        }
    }

    /// 内置写死的单用户表，作为 `load()` 无 DB 配置时的兜底。
    pub fn seed() -> Self {
        let mut users = HashMap::new();

        // cc / 192118Lht
        // 下面这串是 SHA256("192118Lht") 的 hex，明文不进源码。
        users.insert(
            "cc".to_string(),
            "0086e83c9b108b227eed55425e9641286f42bd0c31a1b95afbb9edd6d3aa6234".to_string(),
        );

        UserStore::Memory(users)
    }

    /// 校验用户名 + 明文密码是否匹配。
    ///
    /// 用户名不存在、密码错误、乃至 DB 查询出错，都一律返回 `false`，
    /// 不向外区分（避免泄露“某用户名是否存在”或后端内部状态）。
    pub async fn verify(&self, username: &str, password: &str) -> bool {
        let actual_hex = sha256_hex(password);
        let expected_hex = match self {
            UserStore::Memory(users) => users.get(username).cloned(),
            UserStore::Db(pool) => {
                let row: Result<Option<(String,)>, sqlx::Error> =
                    sqlx::query_as("SELECT password_sha256 FROM ccuser WHERE username = ?")
                        .bind(username)
                        .fetch_optional(pool)
                        .await;
                match row {
                    Ok(found) => found.map(|(hex,)| hex),
                    Err(e) => {
                        eprintln!("[auth] 查询 ccuser 失败: {e}");
                        None
                    }
                }
            }
        };
        match expected_hex {
            Some(expected) => constant_time_eq(actual_hex.as_bytes(), expected.as_bytes()),
            None => false,
        }
    }
}

/// JWT 载荷：`sub` 为用户名，`exp` 为到期 Unix 秒。
#[derive(Serialize, Deserialize)]
struct Claims {
    sub: String,
    exp: usize,
}

/// 签发登录 token：带用户名的 HS256 JWT，30 天过期。密钥取 `JWT_SECRET`。
pub fn issue_token(username: &str) -> String {
    let exp = now_secs() + 30 * 24 * 3600;
    sign(&jwt_secret(), username, exp)
}

/// 校验 token，成功返回其中的用户名。过期/签名不符/格式错均返回 `None`。
pub fn verify_token(token: &str) -> Option<String> {
    verify(&jwt_secret(), token)
}

/// 用指定密钥签一个 JWT（便于测试，不读环境变量）。
fn sign(secret: &[u8], username: &str, exp: usize) -> String {
    let claims = Claims {
        sub: username.to_string(),
        exp,
    };
    encode(
        &Header::default(),
        &claims,
        &EncodingKey::from_secret(secret),
    )
    .expect("JWT 编码失败")
}

/// 用指定密钥校验 JWT（便于测试）。默认校验 `exp`。
fn verify(secret: &[u8], token: &str) -> Option<String> {
    decode::<Claims>(
        token,
        &DecodingKey::from_secret(secret),
        &Validation::default(),
    )
    .ok()
    .map(|data| data.claims.sub)
}

/// 从 `JWT_SECRET` 取签名密钥；未设置则用内置开发密钥并告警（生产务必设置）。
fn jwt_secret() -> Vec<u8> {
    match std::env::var("JWT_SECRET") {
        Ok(s) if !s.trim().is_empty() => s.into_bytes(),
        _ => {
            eprintln!("[auth] 警告：未设置 JWT_SECRET，使用内置开发密钥（生产环境务必设置）");
            b"dev-insecure-secret-change-me".to_vec()
        }
    }
}

fn now_secs() -> usize {
    SystemTime::now()
        .duration_since(UNIX_EPOCH)
        .map(|d| d.as_secs())
        .unwrap_or(0) as usize
}

/// 计算 SHA256 并返回小写 hex 字符串。
fn sha256_hex(input: &str) -> String {
    let digest = Sha256::digest(input.as_bytes());
    let mut out = String::with_capacity(digest.len() * 2);
    for byte in digest {
        out.push_str(&format!("{byte:02x}"));
    }
    out
}

/// 等长定值时间比较，避免按字节短路造成的时序侧信道。
/// 两串长度不同直接判否（hex 定长 64，正常等长）。
fn constant_time_eq(a: &[u8], b: &[u8]) -> bool {
    if a.len() != b.len() {
        return false;
    }
    let mut diff = 0u8;
    for (x, y) in a.iter().zip(b.iter()) {
        diff |= x ^ y;
    }
    diff == 0
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn jwt_round_trips_username() {
        let secret = b"test-secret";
        let token = sign(secret, "cc", far_future());
        assert_eq!(verify(secret, &token), Some("cc".to_string()));
    }

    #[test]
    fn jwt_rejects_wrong_secret() {
        let token = sign(b"secret-a", "cc", far_future());
        assert_eq!(verify(b"secret-b", &token), None);
    }

    #[test]
    fn jwt_rejects_garbage() {
        assert_eq!(verify(b"s", "not-a-jwt"), None);
    }

    #[test]
    fn jwt_rejects_expired() {
        let token = sign(b"s", "cc", 1); // 1970 年过期
        assert_eq!(verify(b"s", &token), None);
    }

    fn far_future() -> usize {
        (std::time::SystemTime::now()
            .duration_since(std::time::UNIX_EPOCH)
            .unwrap()
            .as_secs()
            + 3600) as usize
    }
}