# +======================================================================
# | DjangoAdmin 企业数字化开发平台 [ 赋能开发者，助力企业发展 ]
# +----------------------------------------------------------------------
# | Copyright (c) 2021-2026 一米阳光团队 版权所有
# +----------------------------------------------------------------------
# | 开源协议: Apache-2.0
# | 重要声明: 未经书面许可，不得移除或修改本框架相关版权标识。
# +----------------------------------------------------------------------
# | 官方网站: https://www.djangoadmin.cn
# +----------------------------------------------------------------------
# | 研发团队: 一米阳光团队 荣誉出品
# +======================================================================

"""
验证码生成与验证模块
=============================================================

功能说明：
    1. 生成带干扰的验证码图片，返回 Base64 格式数据
    2. 验证用户输入的验证码是否正确
    3. 防刷机制：限制同一 IP 获取验证码的频率

技术特点：
    - 使用 secrets 模块生成安全随机数，替代 random 模块
    - 字符集去除 0/O/1/I/l/5/S/2/Z 等易混淆字符，提升用户体验
    - 验证码图片包含干扰线和噪点，防止 OCR 识别
    - 验证码存储于 Redis，支持过期自动失效
    - 验证成功后自动删除，确保一次性使用，防止重放攻击
    - 大小写不敏感比较，提升用户体验

配置来源：
    所有配置参数从 config 模块导入，由 .env 文件控制
    包括：验证码长度、过期时间、防刷间隔、字符集、字体、图片尺寸等

依赖：
    - utils.redis_client: Redis 客户端，用于存储验证码
    - config: 验证码配置参数（从 .env 读取）
    - PIL: 图片生成与处理

接口说明：
    generate_captcha() -> dict
        生成验证码，返回 {"idKey": "唯一标识", "data": "base64图片数据"}
        调用频率受 CAPTCHA_RATE_LIMIT 限制

    verify_captcha(id_key, user_input) -> bool
        验证用户输入的验证码是否正确
        验证成功后自动删除 Redis 中的记录
"""

import secrets
from io import BytesIO

from PIL import Image, ImageFont, ImageDraw, ImageFilter
import base64

from utils.redis_client import redis
from config import (
    CAPTCHA_LENGTH,
    CAPTCHA_EXPIRE,
    CAPTCHA_RATE_LIMIT,
    CAPTCHA_RATE_WINDOW,
    CAPTCHA_CHARS,
    CAPTCHA_FONT_PATH,
    CAPTCHA_IMAGE_WIDTH,
    CAPTCHA_IMAGE_HEIGHT,
    CAPTCHA_FONT_SIZE,
    CAPTCHA_NOISE_LINES,
    CAPTCHA_NOISE_DOTS,
)


# ============================================================
# 内部函数
# ============================================================

def get_random_color():
    """获取随机颜色RGB（使用secrets更安全）"""
    return (
        secrets.randbelow(256),
        secrets.randbelow(256),
        secrets.randbelow(256)
    )


def generate_image(length):
    """生成验证码图片

    Args:
        length: 验证码长度

    Returns:
        tuple: (PIL.Image对象, 验证码字符串)
    """
    # 从字符集随机抽取
    code = ''.join(secrets.choice(CAPTCHA_CHARS) for _ in range(length))

    # 创建画布（浅灰色背景，减少对比度干扰）
    image = Image.new('RGB', (CAPTCHA_IMAGE_WIDTH, CAPTCHA_IMAGE_HEIGHT), color=(240, 240, 240))

    # 加载字体
    try:
        font = ImageFont.truetype(CAPTCHA_FONT_PATH, size=CAPTCHA_FONT_SIZE)
    except Exception:
        font = ImageFont.load_default()

    draw = ImageDraw.Draw(image)

    # 绘制验证码字符（随机偏移，防OCR识别）
    char_width = (CAPTCHA_IMAGE_WIDTH - 20) // length
    for i, c in enumerate(code):
        x = 10 + i * char_width + secrets.randbelow(8)
        y = secrets.randbelow(10) + 2
        draw.text(
            (x, y),
            text=c,
            fill=get_random_color(),
            font=font
        )

    # 绘制干扰线
    for _ in range(CAPTCHA_NOISE_LINES):
        x1 = secrets.randbelow(CAPTCHA_IMAGE_WIDTH)
        y1 = secrets.randbelow(CAPTCHA_IMAGE_HEIGHT // 2)
        x2 = secrets.randbelow(CAPTCHA_IMAGE_WIDTH)
        y2 = secrets.randbelow(CAPTCHA_IMAGE_HEIGHT // 2) + CAPTCHA_IMAGE_HEIGHT // 2
        draw.line(((x1, y1), (x2, y2)), fill=get_random_color(), width=1)

    # 添加噪点
    for _ in range(CAPTCHA_NOISE_DOTS):
        x = secrets.randbelow(CAPTCHA_IMAGE_WIDTH)
        y = secrets.randbelow(CAPTCHA_IMAGE_HEIGHT)
        draw.point((x, y), fill=get_random_color())

    # 滤镜增强边缘
    image = image.filter(ImageFilter.EDGE_ENHANCE)

    return image, code


def get_client_ip():
    """获取客户端真实IP（支持代理）"""
    from flask import request
    if request.headers.get('X-Forwarded-For'):
        return request.headers.get('X-Forwarded-For').split(',')[0].strip()
    return request.remote_addr


# ============================================================
# 对外接口
# ============================================================

def generate_captcha():
    """生成验证码实例

    Returns:
        dict: {
            "idKey": str,   # 验证码唯一标识
            "data": str     # base64图片数据
        }
    """
    from flask import request

    # ============================================================
    # 防刷：滑动窗口计数，限制同一IP在窗口期内的请求次数
    # ============================================================
    client_ip = get_client_ip()
    rate_key = f"captcha:rate:{client_ip}"
    count = redis.get(rate_key)

    if count and int(count) >= CAPTCHA_RATE_LIMIT:
        ttl = redis.ttl(rate_key)
        remaining = ttl if ttl > 0 else CAPTCHA_RATE_WINDOW
        raise Exception(f"请求过于频繁，请等待 {remaining} 秒后再试")

    # ============================================================
    # 生成验证码
    # ============================================================
    image, code = generate_image(CAPTCHA_LENGTH)

    # 转换为base64
    buffer = BytesIO()
    image.save(buffer, format='PNG')
    buf_bytes = buffer.getvalue()
    data = base64.b64encode(buf_bytes).decode('ascii')

    # 生成唯一ID（使用secrets更安全）
    id_key = secrets.token_urlsafe(24)

    # 存储验证码到Redis
    redis.set(id_key, code, expire=CAPTCHA_EXPIRE)

    # 递增计数器，首次时设置过期时间（滑动窗口）
    if count:
        redis.incr(rate_key)
    else:
        redis.set(rate_key, 1, expire=CAPTCHA_RATE_WINDOW)

    return {
        "idKey": id_key,
        "data": data
    }


def verify_captcha(id_key, user_input):
    """验证验证码（验证成功后自动删除，一次性使用）

    Args:
        id_key: 验证码ID
        user_input: 用户输入的验证码

    Returns:
        bool: 验证是否通过
    """
    if not id_key or not user_input:
        return False

    # 从Redis获取验证码
    stored_code = redis.get(id_key)

    if not stored_code:
        return False

    # 转为大写比较（大小写不敏感）
    stored_code = str(stored_code).upper().strip()
    user_input = str(user_input).upper().strip()

    # 验证通过后删除（一次性使用，防止重放攻击）
    if stored_code == user_input:
        redis.delete(id_key)
        return True

    return False