إصلاح أخطاء UTF-8 المشوهة في مشاريع React وSpring Boot بعد ترقيات Crypto-JS

عند انقطاع الترقيات: التعامل مع تحديات ترحيل Crypto-JS

غالبًا ما تبدو ترقية التبعيات في المشروع بمثابة سيف ذو حدين. فمن ناحية، ستستفيد من الميزات الجديدة والأمان المحسّن وإصلاحات الأخطاء. ومن ناحية أخرى، قد يؤدي كسر التغييرات إلى ترك تطبيقك في حالة من الاضطراب. في الآونة الأخيرة، أثناء الترقية التشفير-JS من الإصدار 3.1.9-1 ل 4.2.0لقد واجهت مشكلة غريبة حيث توقف رمز التشفير وفك التشفير الخاص بي عن العمل تمامًا. 🛠️

تخيل هذا: يقوم تطبيق React للواجهة الأمامية لديك بتشفير البيانات بشكل لا تشوبه شائبة، ولكن فجأة، لا تستطيع الواجهة الخلفية لـ Spring Boot فك تشفيرها. والأسوأ من ذلك أن السلاسل المشفرة في الواجهة الخلفية تؤدي إلى حدوث أخطاء في الواجهة الأمامية! كان الخطأ المخيف "UTF-8 المشوه" كافياً لإيقاف التطوير في مساراته. هذا هو بالضبط ما حدث في مشروعي عندما تناولت هذه الترقية.

وعلى الرغم من ساعات التصحيح، لم تكن المشكلة واضحة على الفور. هل كان تحديث المكتبة؟ هل تغيرت إعدادات التشفير؟ هل كانت طريقة الاشتقاق الرئيسية تسبب نتائج غير متطابقة؟ كل فرضية أدت إلى طريق مسدود. لقد كانت رحلة محبطة وتعليمية أجبرتني على إعادة النظر في الوثائق والتعليمات البرمجية الخاصة بي. 📜

في هذه المقالة، سأشارك الدروس التي تعلمتها أثناء حل هذه المشكلة. سواء كنت تتعامل مع تشفير غير متطابق أو تواجه صعوبة في إجراء تغييرات جذرية، فقد توفر لك هذه الرؤى ساعات من تصحيح الأخطاء. هيا بنا نتعمق ونفك اللغز وراء هذا الخطأ "UTF-8 المشوه"! 🔍

فهم ترقية Crypto-JS وحل مشكلات التشفير

الخطوة الأولى في حل مشكلات التوافق بين التشفير-JS 4.2.0 والإصدارات السابقة تفهم كيفية عمل عمليات التشفير وفك التشفير. في البرنامج النصي للواجهة الأمامية المقدم، تستخدم وظيفة "generateKey" خوارزمية PBKDF2 لإنشاء مفتاح تشفير آمن. تم تكوين هذه الخوارزمية بملح محدد وعدد من التكرارات، مما يضمن حماية قوية ضد هجمات القوة الغاشمة. عندما تم تحديث المكتبة، ربما أدت التغييرات الطفيفة في كيفية عمل اشتقاق المفتاح أو التشفير إلى ظهور الخطأ "UTF-8 المشوه". يعد التأكد من استخدام نفس عدد الملح وعدد التكرارات بشكل متسق بين الواجهة الأمامية والخلفية أمرًا بالغ الأهمية. 🔑

تعد وظيفة "التشفير" في البرنامج النصي مسؤولة عن تحويل بيانات النص العادي إلى نص مشفر مشفر باستخدام Base64 باستخدام خوارزمية AES. يستخدم نسبة النقر إلى الظهور وضع التشفير، والذي يعمل بشكل جيد مع تدفقات البيانات. على عكس الأوضاع الأخرى، لا تتطلب نسبة النقر إلى الظهور تعبئة البيانات، مما يجعلها مثالية للأنظمة التي تحتاج إلى الكفاءة. ومع ذلك، حتى عدم التطابق البسيط في تنسيق ناقل التهيئة (IV) بين الواجهة الأمامية والخلفية يمكن أن يؤدي إلى حدوث أخطاء أثناء فك التشفير. من الأخطاء الشائعة سوء فهم كيفية تمثيل IV (على سبيل المثال، السلاسل السداسية مقابل صفائف البايت). يتطلب تصحيح هذه الخطوة التحقق الدقيق من المدخلات والمخرجات في كل مرحلة.

تعمل وظيفة "فك التشفير" على استكمال عملية التشفير عن طريق تحويل النص المشفر مرة أخرى إلى نص عادي قابل للقراءة. ولتحقيق ذلك، يجب تطبيق نفس المفتاح وIV المستخدم أثناء التشفير، إلى جانب التكوينات المتسقة للوضع والحشوة. غالبًا ما ينشأ خطأ "UTF-8 المشوه" هنا عندما يتم تفسير وحدات البايت التي تم فك تشفيرها بشكل خاطئ بسبب الاختلافات في التشفير أو التعديلات غير المتوقعة على البيانات أثناء النقل. على سبيل المثال، واجه أحد المشاريع التي عملت عليها سابقًا مشكلة مماثلة حيث أرسلت الواجهة الخلفية بيانات مشفرة بترميز أحرف مختلف عما توقعته الواجهة الأمامية. أدى اختبار التشفير عبر الأنظمة الأساسية بتنسيقات متسقة إلى حل المشكلة. 💡

أخيرًا، يتضمن ضمان التوافق بين واجهة React الأمامية وواجهة Spring Boot الخلفية أكثر من مجرد محاذاة تكوينات المكتبة. تستخدم الواجهة الخلفية مكتبات التشفير المضمنة في Java، والتي تتطلب تنسيقًا محددًا للمدخلات مثل الأملاح وIVs. تعمل الوظائف المساعدة مثل "hexStringToByteArray" في البرنامج النصي للواجهة الخلفية على سد الفجوة عن طريق تحويل التمثيلات السداسية العشرية إلى صفائف بايت يمكن لفئة التشفير في Java معالجتها. تضمن اختبارات وحدة الكتابة لكل من التشفير وفك التشفير على الواجهة الأمامية والخلفية تغطية جميع حالات الحافة. لقد وفر هذا الأسلوب لفريقي ساعات لا حصر لها من تصحيح الأخطاء أثناء مشروع ترحيل حديث. من خلال استراتيجيات إنشاء المفاتيح والتشفير المتسقة، يمكنك دمج التشفير بسلاسة بين الأطر واللغات الحديثة. 🚀

const CryptoJS = require('crypto-js');
const iterationCount = 1000;
const keySize = 128 / 32;
// Generate encryption key
function generateKey(salt, passPhrase) {
  return CryptoJS.PBKDF2(passPhrase, CryptoJS.enc.Hex.parse(salt), {
    keySize: keySize,
    iterations: iterationCount
  });
}
// Encrypt text
function encrypt(salt, iv, plainText) {
  const passPhrase = process.env.REACT_APP_ENCRYPT_SECRET;
  const key = generateKey(salt, passPhrase);
  const encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(plainText, key, {
    iv: CryptoJS.enc.Hex.parse(iv),
    mode: CryptoJS.mode.CTR,
    padding: CryptoJS.pad.NoPadding
  });
  return encrypted.ciphertext.toString(CryptoJS.enc.Base64);
}
// Decrypt text
function decrypt(salt, iv, cipherText) {
  const passPhrase = process.env.REACT_APP_DECRYPT_SECRET;
  const key = generateKey(salt, passPhrase);
  const decrypted = CryptoJS.AES.decrypt({
    ciphertext: CryptoJS.enc.Base64.parse(cipherText)
  }, key, {
    iv: CryptoJS.enc.Hex.parse(iv),
    mode: CryptoJS.mode.CTR,
    padding: CryptoJS.pad.NoPadding
  });
  return decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8);
}
// Example usage
const salt = 'a1b2c3d4';
const iv = '1234567890abcdef1234567890abcdef';
const text = 'Sensitive Data';
const encryptedText = encrypt(salt, iv, text);
console.log('Encrypted:', encryptedText);
const decryptedText = decrypt(salt, iv, encryptedText);
console.log('Decrypted:', decryptedText);

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import java.util.Base64;
// Generate encryption key
public static SecretKeySpec generateKey(String passPhrase, String salt) throws Exception {
  byte[] keyBytes = passPhrase.getBytes("UTF-8");
  byte[] saltBytes = hexStringToByteArray(salt);
  return new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
}
// Encrypt text
public static String encrypt(String plainText, String passPhrase, String salt, String iv) throws Exception {
  SecretKeySpec key = generateKey(passPhrase, salt);
  IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(hexStringToByteArray(iv));
  Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding");
  cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, ivSpec);
  byte[] encrypted = cipher.doFinal(plainText.getBytes("UTF-8"));
  return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted);
}
// Decrypt text
public static String decrypt(String cipherText, String passPhrase, String salt, String iv) throws Exception {
  SecretKeySpec key = generateKey(passPhrase, salt);
  IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(hexStringToByteArray(iv));
  Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CTR/NoPadding");
  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, ivSpec);
  byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(cipherText);
  byte[] decrypted = cipher.doFinal(decodedBytes);
  return new String(decrypted, "UTF-8");
}
// Helper function to convert hex to byte array
public static byte[] hexStringToByteArray(String s) {
  int len = s.length();
  byte[] data = new byte[len / 2];
  for (int i = 0; i < len; i += 2) {
    data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4)
                     + Character.digit(s.charAt(i+1), 16));
  }
  return data;
}

const { encrypt, decrypt } = require('./cryptoUtils');
test('Encrypt and decrypt text correctly', () => {
  const salt = 'a1b2c3d4';
  const iv = '1234567890abcdef1234567890abcdef';
  const text = 'Sensitive Data';
  const encryptedText = encrypt(salt, iv, text);
  expect(encryptedText).not.toBe(text);
  const decryptedText = decrypt(salt, iv, encryptedText);
  expect(decryptedText).toBe(text);
});

استكشاف مشكلات التشفير عبر المكتبات وإصلاحها بين الواجهة الأمامية والخلفية

أحد الجوانب الحاسمة التي يجب مراعاتها عند التعامل مع مشكلات التشفير بين الواجهة الأمامية و الخلفية هو فهم دور الترميز. المكتبات مثل Crypto-JS في مكتبات JavaScript ومكتبات التشفير الخاصة بـ Java، غالبًا ما يكون هناك اختلافات طفيفة في كيفية التعامل مع تشفير البيانات. على سبيل المثال، Crypto-JS قد تنتج مخرجات بالنظام الست عشري أو Base64، بينما تتوقع Java تنسيق صفيف بايت. يمكن أن تؤدي حالات عدم التطابق هنا إلى خطأ "UTF-8 المشوه" عند محاولة فك التشفير. إن التأكد من أن كلا النظامين يستخدمان تنسيقات متسقة، مثل تحويل السلاسل إلى نظام سداسي عشري أو Base64، يمكن أن يخفف من هذه الأخطاء بشكل فعال. 🔍

تنشأ مشكلة شائعة أخرى من الاختلافات في أنظمة الحشو. بشكل افتراضي، تستخدم بعض المكتبات أساليب الحشو مثل PKCS7، بينما تتجنب مكتبات أخرى، كما هو الحال في هذا السيناريو مع وضع نسبة النقر إلى الظهور، الحشو تمامًا. وهذا يجعل تناسق التكوين أولوية قصوى. على سبيل المثال، في وضع نسبة النقر إلى الظهور (CTR)، يجب أن يكون حجم الكتلة متوافقًا تمامًا بين البيئتين، حيث لا توجد مساحة حشو للتعامل مع أحجام الإدخال غير المتطابقة. غالبًا ما تفشل مشاريع العالم الحقيقي هنا بسبب الإشراف على التكوين، مما يؤدي إلى نص مشفر غير متوافق ومطورين محبطين. تعد إضافة اختبارات الوحدة للتشفير وفك التشفير على جانبي التطبيق أمرًا لا يقدر بثمن لاكتشاف هذه المشكلات مبكرًا. 💡

وأخيرًا، لا تغفل أهمية المتغيرات البيئية مثل المفاتيح والأملاح. إذا كان مشروعك يستخدم الأملاح المولدة ديناميكيًا، فتأكد من تمريرها بشكل آمن بين الأنظمة. قد يؤدي عدم التطابق في خوارزميات الاشتقاق الرئيسية (على سبيل المثال، PBKDF2 في Crypto-JS وJava) إلى مفاتيح تشفير مختلفة تمامًا، مما يجعل فك التشفير مستحيلاً. يمكن لأدوات مثل عملاء REST محاكاة الطلبات باستخدام أملاح وIVs محددة مسبقًا لتصحيح أخطاء هذه التفاعلات. من خلال توحيد معلمات التشفير، يمكن لمشروعك تجنب انقطاع الوظائف بعد ترقية المكتبة. 🚀