DEV-MERGE-LEGACY-BACKEND-2026/internal/identity/token/token.go

// Package token SSO token 签发/验签/吊销（ADR-014 最小可行 SSO）。
//
// 本包实现架构规格 §7.2 的 Token 规范：
//   - access：JWT RS256，有效期 30min；claims 含 sub（canonical_user_id ULID）、
//     roles[]、institution_id、campus_id、jti（吊销维度）；
//   - refresh：不透明随机串（32 字节 hex），有效期 30 天；Redis 存白名单
//     （键 refresh:{jti} → 载荷），刷新时**轮换**（旧 jti 立即失效，防重放）；
//   - 本地验签：验签只用公钥（进程内存），不依赖中心服务——grace 期语义：
//     滚动重启/服务抖动时，30min 内已签发的 access 仍可通过本地验签通过（ADR-015）；
//   - 吊销：改密/禁用/登出 → 写 Redis 黑名单 jti（TTL = 该 access 剩余有效期），
//     验签中间件**先查黑名单再验签名**（黑名单命中即拒，无需解析 JWT 载荷）。
//
// 典型使用：
//
//	// 启动时装配签发器（私钥/公钥/过期参数/Redis 存储来自 config + infra）
//	iss, _ := token.NewIssuer(cfg.Auth.PrivateKeyPEM, cfg.Auth.Issuer,
//	    30*time.Minute, 30*24*time.Hour, redisStore, redisStore)
//
//	// 登录成功后签发一对凭证
//	access, refresh, err := iss.Issue(ctx, token.Claims{
//	    Sub: canonicalUID, UserID: uid, Roles: []string{"2"},
//	    InstitutionID: 11, CampusID: 3,
//	})
//	// 响应 {accessToken: access, refreshToken: refresh, user: ...}
//
//	// 验签中间件（每个受保护 Handler 前置）
//	claims, err := token.Verify(c.Context(), cfg.Auth.PublicKeysPEM, redisStore,
//	    cfg.Auth.Issuer, bearer)
//	if err != nil { _ = response.Fail(c, errors.ErrUnauth); return }
//	// 把 claims 注入多租户作用域（见 infra/scope）
//	scope.Set(c, &scope.Scope{InstitutionID: claims.InstitutionID, CampusID: claims.CampusID, ...})
package token

import (
	"context"
	"crypto/rand"
	"crypto/rsa"
	"crypto/x509"
	"encoding/hex"
	"encoding/json"
	"encoding/pem"
	"errors"
	"fmt"
	"strconv"
	"strings"
	"time"

	"github.com/golang-jwt/jwt/v5"
)

// ErrInvalidToken access token 无效（签名错误/exp/iss 不符/格式损坏）。
// 调用方（验签中间件）统一映射为 code=1001 未登录（不向用户细分原因）。
var ErrInvalidToken = errors.New("token: access token 无效")

// ErrRevoked access token 已被吊销（jti 命中 Redis 黑名单）。
// 调用方映射为 code=1002 登录态失效（与"过期"区分，便于前端决定"静默 refresh 还是跳登录"）。
var ErrRevoked = errors.New("token: 登录态已失效")

// ErrRefreshInvalid refresh token 无效（不在 Redis 白名单/已轮换/已过期）。
var ErrRefreshInvalid = errors.New("token: refresh token 无效")

// RefreshStore refresh 白名单存储接口（Redis 实现见 infra/redis；
// 接口在 identity 侧定义，消费方 identity，infra 只提供 Client——
// 依赖方向：identity → infra，infra 不依赖 identity）。
type RefreshStore interface {
	// SetRefresh 写入 refresh 白名单（键 refresh:{jti}，TTL=有效期）。
	// 入参：ctx 上下文；jti 唯一标识；payload []byte 载荷（序列化后的 RefreshPayload）；ttl 有效期。
	// 出参：error——仅 Redis 不可用时非 nil（登录接口此时返回 4001/5001 降级，不放行）。
	SetRefresh(ctx context.Context, jti string, payload []byte, ttl time.Duration) error
	// GetRefresh 读取 refresh 白名单。
	// 入参：ctx、jti。出参：payload []byte（不存在时 nil）+ error。
	GetRefresh(ctx context.Context, jti string) ([]byte, error)
	// DeleteRefresh 删除（轮换/登出/撤销时调用）。幂等：键不存在不报错。
	DeleteRefresh(ctx context.Context, jti string) error
}

// RevocationStore 吊销黑名单存储接口（jti 维度）。
type RevocationStore interface {
	// AddRevoked 写入黑名单（键 {prefix}:{jti}，TTL=该 access 剩余有效期；
	// 剩余 ≤0 时实现方可直接跳过——token 本已过期，无需吊销）。
	AddRevoked(ctx context.Context, jti string, ttl time.Duration) error
	// IsRevoked 查询 jti 是否被吊销。
	// 出参：bool 命中；error——Redis 故障时返回 error，调用方策略：**fail-closed**
	// （拒绝请求 + 告警），不可 fail-open（吊销失效 = 改密后旧 token 仍可用，安全红线）。
	IsRevoked(ctx context.Context, jti string) (bool, error)
}

// Claims access token 的业务声明（嵌入 jwt.RegisteredClaims）。
//
// 字段（与 ADR-014 契约对齐）：
//   - Sub：canonical_user_id（ULID，26 字符；**禁止**用旧 int user_id 作 sub）。
//   - UserID：内部 int 用户 ID（兼容过渡期旧表外键查询；新表一律 Sub）。
//   - Roles：角色码数组（7 角色字典："1"超管/"2"教务/"3"财务/"4"老师/"5"学生/"6"家长/"8"市场；
//     市场登录禁用，正常不会出现 "9"）。
//   - InstitutionID / CampusID：多租户作用域（Repository scoping 依据，scope.FromCtx 来源）。
//   - JTI：走嵌入的 RegisteredClaims.ID（JSON 名 "jti"）——吊销/轮换锚点；
//     **不要**再自定义 jti 字段（浅层字段会遮蔽 RegisteredClaims.ID，导致解析侧 ID 恒空）。
type Claims struct {
	Sub           string   `json:"sub"`
	UserID        int64    `json:"uid"`
	Roles         []string `json:"roles"`
	InstitutionID int64    `json:"institution_id"`
	CampusID      int64    `json:"campus_id"`
	jwt.RegisteredClaims
}

// RefreshPayload refresh token 在 Redis 白名单中的载荷（不透明串本身只含 jti 的随机因子，
// 业务载荷存 Redis——refresh 泄露时服务端可即时删除，JWT 做不到）。
//
// 字段：
//   - Sub / UserID / Roles / InstitutionID / CampusID：与 access 同源（刷新时原样带入新 access）。
//   - CreatedAt time.Time：签发时刻（审计 + 防"未来 refresh"）。
type RefreshPayload struct {
	Sub           string    `json:"sub"`
	UserID        int64     `json:"uid"`
	Roles         []string  `json:"roles"`
	InstitutionID int64     `json:"institution_id"`
	CampusID      int64     `json:"campus_id"`
	CreatedAt     time.Time `json:"created_at"`
}

// Issuer access/refresh 签发器（持有 RS256 私钥 + 过期参数 + jti 生成器）。
type Issuer struct {
	key           *rsa.PrivateKey
	issuer        string
	accessTTL     time.Duration
	refreshTTL    time.Duration
	refreshStore  RefreshStore
	revocation    RevocationStore
}

// NewIssuer 构造签发器（启动时装配一次，全进程共享；私钥解析失败应 fail-fast 阻止启动）。
//
// 入参：
//   - privateKeyPEM string：RS256 私钥 PEM（PKCS1 或 PKCS8；配置 AuthCfg.PrivateKeyPEM，走环境变量）。
//   - issuer        string：token iss 声明（如 "https://unified.example.com"）。
//   - accessTTL     time.Duration：access 有效期（固定 30min，架构规格 §7.2）。
//   - refreshTTL    time.Duration：refresh 有效期（固定 30 天）。
//   - refreshStore  RefreshStore：refresh 白名单存储（Redis 实现）。
//   - revocation    RevocationStore：吊销黑名单存储（可为 nil——仅纯签发场景；验签必须提供）。
//
// 出参：
//   - *Issuer：就绪的签发器。
//   - error：私钥 PEM 解析失败（PKCS1/PKCS8 都不匹配时）；其余入参不校验（调用方责任）。
//
// 异常场景：
//   - 双实例共享同一对 RS256 密钥（ADR-015 单机双实例）：两实例签发 token 互相可验，
//     refresh/吊销走共享 Redis，天然一致——**无需** per-instance 密钥。
func NewIssuer(privateKeyPEM, issuer string, accessTTL, refreshTTL time.Duration,
	refreshStore RefreshStore, revocation RevocationStore) (*Issuer, error) {
	key, err := parseRSAPrivateKey(privateKeyPEM)
	if err != nil {
		return nil, fmt.Errorf("token: 解析 RS256 私钥失败: %w", err)
	}
	return &Issuer{
		key:          key,
		issuer:       issuer,
		accessTTL:    accessTTL,
		refreshTTL:   refreshTTL,
		refreshStore: refreshStore,
		revocation:   revocation,
	}, nil
}

// Issue 签发一对 access + refresh（登录/refresh 轮换成功后调用）。
//
// 入参：
//   - ctx    context.Context：请求上下文（透传给 Redis 存储操作）。
//   - claims Claims：业务声明（Sub 必填且应为合法 ULID；JTI 留空由本函数填充）。
//
// 出参：
//   - accessToken string：JWT（RS256 签名，含 sub/roles/institution_id/campus_id/jti +
//     iss/iat/exp/nbf；exp=iat+accessTTL）。
//   - refreshToken string：不透明串（48 字符 hex：32 字节随机，前 8 字节为 jti 因子）。
//   - err        error：以下场景非 nil：
//     - claims.Sub 为空 → 包装错误（调用方 bug，单测覆盖）；
//     - 随机数生成失败（熵源故障）；
//     - refreshStore 写入失败（Redis 不可用）→ 登录整体失败，不返回"只有 access"的半套凭证。
//
// 样例：
//
//	access, refresh, err := iss.Issue(ctx, token.Claims{Sub: uid, UserID: 123,
//	    Roles: []string{"4"}, InstitutionID: 11, CampusID: 3})
func (iss *Issuer) Issue(ctx context.Context, claims Claims) (accessToken, refreshToken string, err error) {
	if claims.Sub == "" {
		return "", "", errors.New("token: Issue 要求 claims.Sub（canonical_user_id）非空")
	}
	now := time.Now()
	claims.IssuedAt = jwt.NewNumericDate(now)
	claims.NotBefore = jwt.NewNumericDate(now)
	claims.ExpiresAt = jwt.NewNumericDate(now.Add(iss.accessTTL))
	claims.Issuer = iss.issuer
	claims.ID = newJTI() // 每次签发唯一（吊销/轮换的锚点）

	token := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodRS256, claims)
	signed, err := token.SignedString(iss.key)
	if err != nil {
		return "", "", fmt.Errorf("token: 签发 access 失败: %w", err)
	}

	// refresh：32 字节随机 → hex；jti 因子取前 8 字节（白名单键）
	buf := make([]byte, 32)
	if _, err := rand.Read(buf); err != nil {
		return "", "", fmt.Errorf("token: 生成 refresh 随机数失败: %w", err)
	}
	rjti := hex.EncodeToString(buf[:8])
	payload, _ := jsonMarshal(RefreshPayload{
		Sub: claims.Sub, UserID: claims.UserID, Roles: claims.Roles,
		InstitutionID: claims.InstitutionID, CampusID: claims.CampusID,
		CreatedAt: now,
	})
	if err := iss.refreshStore.SetRefresh(ctx, rjti, payload, iss.refreshTTL); err != nil {
		return "", "", fmt.Errorf("token: 写 refresh 白名单失败: %w", err)
	}
	refreshToken = hex.EncodeToString(buf)
	return signed, refreshToken, nil
}

// Verify 验签 access token（验签中间件入口）：先查吊销黑名单 → 再验 RS256 签名与 exp/iss。
//
// 入参：
//   - ctx     context.Context：请求上下文（黑名单查询透传）。
//   - rawToken string：Authorization: Bearer <raw> 中的 raw 部分。
//
// 出参：
//   - Claims：验签通过的业务声明（含 Sub/Roles/InstitutionID/CampusID/JTI）。
//   - error：
//     - ErrRevoked：jti 命中黑名单（改密/登出/禁用后）；
//     - ErrInvalidToken：签名错/exp 过期/iss 不符/格式损坏；
//     - 其它 error：黑名单存储故障（fail-closed，调用方映射 5001 + 告警，**不放行**）。
//
// 顺序说明：先查黑名单再验签——黑名单键含 jti，需要解析 JWT 拿 jti；
// 实现上先做轻量格式解析（不验签）取 jti，命中黑名单直接拒（省一次 RSA 验签）；
// 未命中再完整验签。解析失败走 ErrInvalidToken。
//
// 样例（验签中间件，c 为 *fiber.Ctx，bearer 取自 Authorization: Bearer <token>）：
//
//	claims, err := token.Verify(c.Context(), pubKeys, revStore, issuer, bearer)
//	switch {
//	case errors.Is(err, ErrRevoked), errors.Is(err, ErrInvalidToken):
//	    return response.Fail(c, errors.ErrUnauth)      // 未登录/登录态失效
//	case err != nil:
//	    return response.Fail(c, errors.WithCause(errors.ErrInternal, err)) // 黑名单存储故障（fail-closed）
//	}
//	sc := scope.Set(c, &scope.Scope{...来自 claims...}) // 注入多租户作用域
func Verify(ctx context.Context, publicKeys []string, revocation RevocationStore, issuer string, rawToken string) (Claims, error) {
	var claims Claims
	// 轻量解析取 jti（不验签）；格式错误直接判无效
	parser := jwt.NewParser(jwt.WithoutClaimsValidation())
	parsed, _, err := parser.ParseUnverified(rawToken, jwt.MapClaims{})
	if err != nil {
		return claims, ErrInvalidToken
	}
	jtiID := jtiFromClaims(parsed.Claims)
	if jtiID != "" && revocation != nil {
		revoked, rerr := revocation.IsRevoked(ctx, jtiID)
		if rerr != nil {
			return claims, rerr // fail-closed：存储故障不放行
		}
		if revoked {
			return claims, ErrRevoked
		}
	}
	// 完整验签（签名 + exp + iss）；公钥列表支持密钥轮换期新旧并存
	for _, pemBlock := range publicKeys {
		parsed, err := jwt.ParseWithClaims(rawToken, &claims, func(t *jwt.Token) (interface{}, error) {
			if !strings.EqualFold(t.Method.Alg(), "RS256") {
				return nil, fmt.Errorf("token: 非预期签名算法 %s", t.Method.Alg())
			}
			return parseRSAPublicKey(pemBlock)
		}, jwt.WithIssuer(issuer), jwt.WithExpirationRequired(), jwt.WithValidMethods([]string{jwt.SigningMethodRS256.Alg()}))
		if err == nil && parsed != nil && parsed.Valid {
			if claims.ID != jtiID {
				// 防御：两次解析 jti 不一致（理论不可能）按无效处理
				return Claims{}, ErrInvalidToken
			}
			return claims, nil
		}
	}
	return claims, ErrInvalidToken
}

// Rotate 用旧 refresh 换新 access + 新 refresh（refresh 轮换，防重放）。
//
// 入参：
//   - ctx          context.Context：请求上下文。
//   - oldRefresh   string：旧 refresh 不透明串（48 hex；格式非法直接 ErrRefreshInvalid）。
//
// 出参：
//   - accessToken  string：新 access（claims 从旧 refresh 的 Redis 载荷恢复，JTI 换新）。
//   - newRefresh   string：新 refresh（旧 jti 已从白名单删除——旧串再次使用即失效）。
//   - err          error：
//     - ErrRefreshInvalid：串格式错 / 白名单无此 jti（已轮换/已登出/已过期）；
//     - 载荷反序列化失败：按 ErrRefreshInvalid（脏数据不产生 5xx）；
//     - 签发/写白名单失败：同 Issuer.Issue 的错误语义。
//
// 原子性说明：Get-Delete-Issue 三步在 Redis 单线程下靠"先删后写"收窄重放窗口；
// 极端并发（同一旧串双请求）下，后到者 Get 已删 → ErrRefreshInvalid，安全侧收敛。
//
// 样例：
//
//	access, newRefresh, err := iss.Rotate(ctx, oldRefresh)
//	// 响应 {accessToken, refreshToken, refreshExpiresAt}
func (iss *Issuer) Rotate(ctx context.Context, oldRefresh string) (string, string, error) {
	raw, err := hex.DecodeString(oldRefresh)
	if err != nil || len(raw) != 32 {
		return "", "", ErrRefreshInvalid
	}
	rjti := hex.EncodeToString(raw[:8])
	payloadBytes, err := iss.refreshStore.GetRefresh(ctx, rjti)
	if err != nil || payloadBytes == nil {
		return "", "", ErrRefreshInvalid // 不存在/Redis 故障：一律按"无效"（故障时前端可重试登录）
	}
	var rp RefreshPayload
	if err := jsonUnmarshal(payloadBytes, &rp); err != nil {
		return "", "", ErrRefreshInvalid
	}
	if err := iss.refreshStore.DeleteRefresh(ctx, rjti); err != nil {
		return "", "", fmt.Errorf("token: 删除旧 refresh 失败: %w", err) // 删除失败不签发（宁可让用户重登，不放重放窗口）
	}
	access, refresh, err := iss.Issue(ctx, Claims{
		Sub: rp.Sub, UserID: rp.UserID, Roles: rp.Roles,
		InstitutionID: rp.InstitutionID, CampusID: rp.CampusID,
	})
	if err != nil {
		return "", "", err
	}
	return access, refresh, nil
}

// RevokeAll 撤销该用户全部 access token（改密/禁用/删号/登出"多端下线"统一入口，
// 架构规格 §7.4 改密链路）。
//
// 入参：
//   - ctx     context.Context：请求上下文。
//   - jti     string：目标 token 的 jti（已知单个）；多端下线场景由调用方枚举该用户
//     活跃 jti 列表后逐个调用（jti 枚举依赖 Redis 活跃集合，见 infra/redis 扩展）。
//   - ttl     time.Duration：该 token 剩余有效期（黑名单键 TTL；≤0 时存储实现可跳过写入）。
//
// 出参：
//   - error：仅 Redis 写失败时非 nil（调用方：改密场景下失败必须**阻断改密提交**——
//     凭证已变而旧 token 未吊销 = 安全漏洞；登录态场景可降级为告警）。
//
// 样例：
//
//	// 改密成功后的撤销（事务外，Redis 操作）
//	if err := iss.RevokeAll(ctx, jti, remainingTTL); err != nil {
//	    return errors.WithCause(errors.ErrInternal, err) // 阻断改密
//	}
func (iss *Issuer) RevokeAll(ctx context.Context, jti string, ttl time.Duration) error {
	if iss.revocation == nil {
		return errors.New("token: Issuer 未装配 RevocationStore，无法吊销")
	}
	return iss.revocation.AddRevoked(ctx, jti, ttl)
}

// ---- 私有工具 ----

// jtiFromClaims 从解析后的 claims 中取 jti（兼容 string / float64 两种 JSON 解码形态；
// 空/异常形态返回 ""，由调用方按"无可吊销信息"处理——不阻断验签）。
func jtiFromClaims(claims jwt.Claims) string {
	if mc, ok := claims.(jwt.MapClaims); ok {
		switch v := mc["jti"].(type) {
		case string:
			return v
		case float64: // JWT 数字 jti 的 JSON 解码形态（本项目签发恒为 string，此为防御）
			return strconv.FormatInt(int64(v), 10)
		}
	}
	return ""
}

// newJTI 生成 token 唯一 ID（16 字节随机 hex；jti 同时用作吊销/轮换锚点）。
func newJTI() string {
	buf := make([]byte, 16)
	_, _ = rand.Read(buf) // 熵源故障概率≈0；失败时退化为时间戳（仍唯一性足够，不阻断签发）
	return hex.EncodeToString(buf)
}

// parseRSAPrivateKey 解析 PEM 私钥（PKCS1 "RSA PRIVATE KEY" 或 PKCS8 "PRIVATE KEY"）。
func parseRSAPrivateKey(pemStr string) (*rsa.PrivateKey, error) {
	block, _ := pem.Decode([]byte(pemStr))
	if block == nil {
		return nil, errors.New("token: 私钥不是合法 PEM")
	}
	if k, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes); err == nil {
		return k, nil
	}
	k8, err := x509.ParsePKCS8PrivateKey(block.Bytes)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	k, ok := k8.(*rsa.PrivateKey)
	if !ok {
		return nil, errors.New("token: 非 RSA 私钥（要求 RS256）")
	}
	return k, nil
}

// parseRSAPublicKey 解析 PEM 公钥（SPKI "PUBLIC KEY"）。
func parseRSAPublicKey(pemStr string) (*rsa.PublicKey, error) {
	block, _ := pem.Decode([]byte(pemStr))
	if block == nil {
		return nil, errors.New("token: 公钥不是合法 PEM")
	}
	any, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	k, ok := any.(*rsa.PublicKey)
	if !ok {
		return nil, errors.New("token: 非 RSA 公钥（要求 RS256）")
	}
	return k, nil
}

// jsonMarshal / jsonUnmarshal 薄封装（等价于 json.Marshal/Unmarshal，
// 抽一层便于未来统一换加速实现，调用方不直接依赖 encoding/json）。
func jsonMarshal(v interface{}) ([]byte, error) {
	return json.Marshal(v)
}

func jsonUnmarshal(b []byte, v interface{}) error {
	return json.Unmarshal(b, v)
}