Day 29：物聯網幽靈的RESTful API 謎題．芝麻開門

15th鐵人賽

艾薇 Ivy

2023-10-14 23:57:33

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前情提要

　　在Day 28：Flask計畫．RESTful API 之門中，你們拆開風扇後發現裡面居然藏著一塊電路板！原來，這就是你們在找的隱藏的電路板。你們終於可以用電路板來欺騙門禁系統，讓門禁系統以為你們是合法的使用者，這樣你們就可以逃出密室，看到大漂亮了！
　　你們發現這個門禁系統的 Flask 容器沒有設定密碼或驗證機制，所以你們打算用Docker直接訪問它的 Web 介面，然後用 POST 請求來傳送開門指令。毛帽哥提議用「requests 發送HTTP請求」來找出IP和PORT，雖然不是最有效率的方法，但你們只好硬著頭皮上了。
　　就在你們看到螢幕上跑出「Success!」，準備迎接勝利的時候，卻發現門沒有打開，取而代之的是HTML畫面中跳出的提示訊息：

物聯網幽靈的挑戰，用以下的線索，大喊芝麻開門吧！

Flask 容器的 IP 位址和 PORT 號碼是 192.168.1.100:5000

Flask 容器的密碼或驗證機制是 Basic Auth，帳號是 admin，密碼是 123456

Flask 容器的 API 路由是 /open_door

　　「看來大漂亮是要我們用Flask來建立一個RESTful API……」眼鏡仔大嘆一口氣，「想不到還沒辦法打開門……」
　　「那她要我們建立什麼RESTful API？」

RESTful API 就是一種API的架構風格，因為有更加清晰、簡潔、易於使用和維護的特色，可以讓不同的軟體和程式可以更方便的溝通。
關於「使用 Flask 框架建立 RESTful API」可以參考氣球寫的這篇文章

撰寫Flask Web來存取Mongo DB

　　你們在房間翻找著大漂亮還有沒有留下其他線索，結果在她的抽屜找到一份文件，是宿舍的訪客名單。
　　「你們看！我找到這個」你喊著眼鏡仔跟毛帽哥過來看「看來大漂亮要我們建立的是──管理宿舍訪客名單的API。」
　　「真的噎！這裡還有寫宿舍訪客名單API的需求規格！」毛帽哥說。

宿舍訪客名單 API 的需求規格

宿舍訪客名單包括：姓名、年齡、性別、電話、地址等欄位。

API 必須支援以下四種 HTTP 方法：

GET：取得所有或特定的會員資料。

POST：新增一筆會員資料。

PUT：修改一筆會員資料。

DELETE：刪除一筆會員資料。

API 必須回傳 JSON 格式的資料，並且包含狀態碼和訊息。

API 必須使用 MongoDB 資料庫來儲存和操作會員資料。

　　「看來，我們要按照這個需求規格，用Flask來實作這個API，然後用Postman來測試它的功能和效能。」
　　「但她要我們做這個幹嘛？我們就算做出來，也還是出不去啊！」毛帽哥說。
　　「說不定她是為了給我們一個機會，在宿舍訪客名單上加入我們三個的資料？」你突然靈機一動，「如果我們也在宿舍名單上，那就代表我們不是違規進來的，就可以正大光明離開女生宿舍了！」

　　「聽起來有道理噎！」眼鏡哥點頭表示認同，「那我們就用 Flask 跟 PyMongo 來寫吧！」
　　「那要怎麼開始？」你已經躍躍欲試。

關於「Flask-PyMongo」可以參考dcrosta寫的這篇文章

宿舍訪客名單

我們可以把這個程式碼比喻成一個宿舍管理員，他負責以下的工作：

零、設定環境
一、引入 Flask 和 PyMongo 套件：
這就像是管理員要先準備好一些工具，例如一本筆記本（Flask）和一個資料庫（PyMongo），才能開始工作。
二、建立 Flask 應用程式：
這就像是管理員要先開啟筆記本，才能記錄訪客的資料。
三、設定 MongoDB 連線資訊：
這就像是管理員要先連接到資料庫，才能存取訪客的資料。
四、建立 HTTPBasicAuth 物件：
這就像是管理員要先準備好一個驗證機制，才能確保只有合法的使用者才能使用他的服務。
五、設定帳號密碼驗證機制：
這就像是管理員要先設定好一組帳號密碼，並且在每次有人要使用他的服務時，都要先檢查他們是否提供正確的帳號密碼。
六、定義路由和 HTTP 方法，並用 auth.login_required decorator 要求驗證：
這就像是管理員要先定義好一些規則，例如：
- 如果有人要查詢或新增訪客資料，他們要用網址 http://192.168.1.100:5000/visitors 來跟管理員聯絡，並且告訴他們是要查詢（GET）還是新增（POST）。
- 如果有人要修改或刪除特定的訪客資料，他們要用網址 http://192.168.1.100:5000/visitors/ 來跟管理員聯絡，並且告訴他們是要修改（PUT）還是刪除（DELETE），以及要操作哪一筆資料（id）。
- 不管是哪種操作，他們都要先通過驗證（auth.login_required），才能繼續下一步。
6-1 如果是 GET 方法，則取得所有或特定的訪客資料：
這就像是管理員要根據使用者的需求，從資料庫中找出相對應的訪客資料，並且回傳給使用者。具體來說：
- 取得查詢參數 name，如果沒有則預設為空字串：
  這就像是管理員要先問使用者想查詢哪一位訪客的名字，如果使用者沒有說明，就預設為空字串。
- 如果有 name，則根據 name 查詢特定的訪客資料：
  這就像是管理員根據使用者提供的名字，在資料庫中找出符合的訪客資料。
  - 如果找不到，則回傳 404 狀態碼和錯誤訊息：
    這就像是管理員告訴使用者，他沒有找到這位訪客的資料，並且用 404 這個代碼表示找不到的意思。
  - 如果找到，則回傳 200 狀態碼和訪客資料：
    這就像是管理員告訴使用者，他已經找到這位訪客的資料，並且用 200 這個代碼表示成功的意思，然後把訪客的資料回傳給使用者。
- 如果沒有 name，則取得所有的訪客資料：
  這就像是管理員根據使用者沒有提供名字的情況，在資料庫中找出所有的訪客資料。
  - 將查詢結果轉換為列表：
    這就像是管理員把找到的所有訪客資料整理成一個列表，方便回傳。
  - 回傳 200 狀態碼和訪客列表：
    這就像是管理員告訴使用者，他已經找到所有的訪客資料，並且用 200 這個代碼表示成功的意思，然後把訪客列表回傳給使用者。
6-2 如果是 POST 方法，則新增一筆訪客資料：
這就像是管理員要根據使用者提供的資料，往資料庫中新增一筆訪客資料，並且回傳結果給使用者。具體來說：
- 取得請求中的 JSON 資料：
  這就像是管理員要先從使用者那裡收到一個 JSON 格式的資料，裡面包含了要新增的訪客的相關資訊。
- 檢查 JSON 資料是否包含所有必要的欄位：
  這就像是管理員要先檢查使用者提供的資料是否完整，是否包含了姓名、年齡、性別、電話、地址等欄位。
  - 執行 insert_one 新增訪客資料到 MongoDB 中：
    這就像是管理員在確認資料完整後，把它寫入到資料庫中，並且取得新增的訪客 id。
  - 回傳 201 狀態碼和新增的訪客 id：
    這就像是管理員告訴使用者，他成功地新增了一筆訪客資料，並且用 201 這個代碼表示新增的意思，然後把新增的訪客 id 回傳給使用者。
- 如果 JSON 資料不完整，則回傳 400 狀態碼和錯誤訊息：
  這就像是管理員在發現資料不完整或無效時，告訴使用者他無法新增這筆資料，並且用 400 這個代碼表示錯誤的意思，然後把錯誤訊息回傳給使用者。
七、定義路由和 HTTP 方法，用變數 id 傳遞參數，並用 auth.login_required decorator 要求驗證：
這就像是管理員要先定義好另一種規則，例如：
- 如果有人要修改或刪除特定的訪客資料，他們要用網址 http://192.168.1.100:5000/visitors/ 來跟管理員聯絡
八、啟動 Flask 應用程式，並指定主機和埠號