Oprava chybně vytvořených chyb UTF-8 v projektech React a Spring Boot po upgradech Crypto-JS

Když se upgrady zlomí: Zvládání problémů spojených s migrací Crypto-JS

Upgradování závislostí v projektu se často může zdát jako dvousečná zbraň. Na jedné straně těžíte z nových funkcí, vylepšeného zabezpečení a oprav chyb. Na druhou stranu, porušování změn může způsobit, že vaše aplikace bude v chaosu. Nedávno při upgradu Crypto-JS z verze 3.1.9-1 na 4.2.0, narazil jsem na zvláštní problém, kdy můj šifrovací a dešifrovací kód přestal fungovat úplně. 🛠️

Představte si toto: vaše frontendová aplikace React šifruje data bezchybně, ale váš backend Spring Boot je najednou nedokáže dešifrovat. Ještě horší je, že řetězce zašifrované v backendu spouštějí chyby ve frontendu! Obávaná chyba „špatně vytvořeného UTF-8“ stačila k zastavení vývoje. Přesně to se stalo v mém projektu, když jsem řešil tento upgrade.

Navzdory hodinám ladění nebyl problém okamžitě jasný. Byla to aktualizace knihovny? Změnilo se nastavení šifrování? Způsobovala metoda odvození klíče neshodné výsledky? Každá hypotéza vedla do slepých uliček. Byla to frustrující, ale vzdělávací cesta, která mě donutila znovu se podívat na dokumentaci a můj kód. 📜

V tomto článku se podělím o ponaučení, které jsem se naučil při řešení tohoto problému. Ať už máte co do činění s neodpovídajícím šifrováním nebo se potýkáte s prolomením změn, tyto poznatky vám mohou ušetřit hodiny ladění. Pojďme se ponořit a dešifrovat záhadu za touto chybou „poškozeného UTF-8“! 🔍

Pochopení upgradu Crypto-JS a řešení problémů s šifrováním

První krok při řešení problémů s kompatibilitou mezi Crypto-JS 4.2.0 a starší verze rozumí tomu, jak fungují procesy šifrování a dešifrování. V poskytnutém frontend skriptu funkce `generateKey` používá algoritmus PBKDF2 k vytvoření bezpečného šifrovacího klíče. Tento algoritmus je nakonfigurován se specifickou solí a počtem iterací, což zajišťuje robustní ochranu proti útokům hrubou silou. Když byla knihovna aktualizována, drobné změny ve způsobu, jakým funguje odvození klíče nebo kódování, mohly vést k chybě „nesprávně formátovaný kód UTF-8“. Je důležité zajistit, aby byl mezi frontendem a backendem konzistentně používán stejný počet solí a iterací. 🔑

Funkce „šifrovat“ ve skriptu je zodpovědná za přeměnu dat ve formátu prostého textu na šifrovaný text zakódovaný v Base64 pomocí algoritmu AES. Používá se CTR režim pro šifrování, který dobře funguje pro toky dat. Na rozdíl od jiných režimů CTR nevyžaduje vyplnění dat, takže je ideální pro systémy, které vyžadují efektivitu. I malá neshoda ve formátu inicializačního vektoru (IV) mezi frontendem a backendem však může způsobit chyby během dešifrování. Častým úskalím je nepochopení toho, jak je IV reprezentováno (např. hexadecimální řetězce versus bajtová pole). Ladění tohoto kroku vyžaduje pečlivé ověření vstupů a výstupů v každé fázi.

Funkce `decrypt` doplňuje proces šifrování tím, že převádí šifrovaný text zpět na čitelný prostý text. Aby toho bylo dosaženo, musí být použit stejný klíč a IV jako při šifrování, spolu s konzistentními konfiguracemi pro režim a výplň. Chyba „nesprávného formátu UTF-8“ zde často vzniká, když jsou dešifrované bajty nesprávně interpretovány kvůli rozdílům v kódování nebo neočekávaným úpravám dat při přenosu. Například projekt, na kterém jsem dříve pracoval, čelil podobnému problému, kdy backend odesílal šifrovaná data s jiným kódováním znaků, než očekával frontend. Testování meziplatformního šifrování s konzistentními formáty problém vyřešilo. 💡

A konečně, zajištění kompatibility mezi frontendem React a backendem Spring Boot zahrnuje více než jen sladění konfigurací knihoven. Backend používá vestavěné kryptografické knihovny Java, které vyžadují specifické formátování pro vstupy, jako jsou soli a IV. Pomocné funkce jako „hexStringToByteArray“ v backendovém skriptu překlenují mezeru převodem hexadecimálních reprezentací na bajtová pole, která třída Java Cipher dokáže zpracovat. Zápis jednotkových testů pro šifrování i dešifrování na frontendu a backendu zajišťuje pokrytí všech okrajových případů. Tento přístup ušetřil mému týmu nespočet hodin ladění během nedávného projektu migrace. Díky konzistentním strategiím generování klíčů a kódování můžete bez problémů integrovat šifrování mezi moderní rámce a jazyky. 🚀

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);
});

Odstraňování problémů s šifrováním napříč knihovnami mezi frontendem a backendem

Jeden zásadní aspekt, který je třeba vzít v úvahu při řešení problémů s šifrováním mezi frontend a backend je pochopení role kódování. Knihovny jako Crypto-JS v JavaScriptu a kryptografických knihovnách Java se často nepatrně liší v tom, jak zacházejí s kódováním dat. Například, Crypto-JS může produkovat výstupy v šestnáctkové soustavě nebo Base64, zatímco Java očekává formát bajtového pole. Neshody zde mohou při pokusu o dešifrování vést k nechvalně známé chybě „nesprávně vytvořeného UTF-8“. Zajištěním toho, že oba systémy používají konzistentní formáty, jako je převod řetězců na hexadecimální nebo Base64, lze tyto chyby účinně zmírnit. 🔍

Další společný problém vyplývá z rozdílů ve schématech vycpávek. Ve výchozím nastavení některé knihovny používají metody odsazení, jako je PKCS7, zatímco jiné, jako v tomto scénáři s režimem CTR, se odsazení úplně vyhýbají. Díky tomu je konzistence konfigurace nejvyšší prioritou. Například v režimu CTR se velikost bloku musí mezi oběma prostředími dokonale shodovat, protože zde není žádné vyložení, které by zvládlo neshodné vstupní velikosti. Reálné projekty zde často selhávají kvůli nedopatření konfigurace, což vede k nekompatibilnímu šifrovanému textu a frustrovaným vývojářům. Přidání jednotkových testů pro šifrování a dešifrování na obou stranách aplikace je neocenitelné pro včasné odhalení těchto problémů. 💡

A konečně, nepřehlížejte důležitost proměnných prostředí, jako jsou klíče a soli. Pokud váš projekt používá dynamicky generované soli, ujistěte se, že jsou bezpečně předávány mezi systémy. Neshoda v algoritmech pro odvozování klíčů (např. PBKDF2 v Crypto-JS a Java) by mohla vést ke zcela odlišným šifrovacím klíčům, což znemožňuje dešifrování. Nástroje jako REST klienti mohou simulovat požadavky s předdefinovanými solemi a IV k ladění těchto interakcí. Standardizací parametrů šifrování se váš projekt může vyhnout narušení funkčnosti po upgradu knihovny. 🚀