Crypto-JS アップグレード後の React および Spring Boot プロジェクトでの不正な UTF-8 エラーを修正する

アップグレードが中断した場合: Crypto-JS 移行の課題の処理

プロジェクト内の依存関係のアップグレードは、諸刃の剣のように感じることがよくあります。一方で、新機能、強化されたセキュリティ、バグ修正の恩恵を受けることができます。一方、互換性を破る変更により、アプリケーションが混乱する可能性があります。最近、アップグレード中に バージョンから に , 暗号化コードと復号化コードが完全に機能しなくなるという奇妙な問題に遭遇しました。 🛠️

これを想像してください。フロントエンドの React アプリはデータを完璧に暗号化しますが、突然、Spring Boot バックエンドがデータを復号化できなくなります。さらに悪いことに、バックエンドで暗号化された文字列がフロントエンドでエラーを引き起こすこともあります。恐ろしい「不正な UTF-8」エラーは、開発を途中で停止させるのに十分でした。これはまさに、私がこのアップグレードに取り組んだときに私のプロジェクトで起こったことです。

何時間もデバッグを行ったにもかかわらず、問題はすぐには解決されませんでした。ライブラリのアップデートだったのでしょうか？暗号化設定が変更されましたか?キーの導出方法が不一致の結果を引き起こしていましたか?それぞれの仮説は行き詰まりにつながりました。これは、ドキュメントとコードを再検討する必要があり、イライラしながらも勉強になる旅でした。 📜

この記事では、この問題を解決する際に学んだ教訓を共有します。不一致の暗号化に対処している場合でも、重大な変更に対処している場合でも、これらの洞察があれば、何時間ものデバッグにかかる​​時間を節約できる可能性があります。この「不正な UTF-8」エラーの背後にある謎を詳しく解読してみましょう。 🔍

指示	使用例
CryptoJS.PBKDF2	パスフレーズとソルトから暗号キーを導出するために使用されます。このコマンドは、指定された反復回数とキー サイズで PBKDF2 アルゴリズムを使用してキーが安全に生成されることを保証します。
CryptoJS.enc.Hex.parse	16 進文字列を、暗号化における初期化ベクター (IV) やソルトの作成などの CryptoJS メソッドで使用できる形式に変換します。
CryptoJS.AES.encrypt	カスタマイズされた暗号化ニーズに合わせて、モード (CTR など) やパディング (NoPadding など) などの指定されたオプションを使用して、AES アルゴリズムを使用して平文文字列を暗号化します。
CryptoJS.AES.decrypt	暗号化中に使用されたものと同じキー、IV、モード、およびパディング設定を使用して、AES 暗号化文字列を復号して平文形式に戻します。
CryptoJS.enc.Base64.parse	Base64 でエンコードされた文字列を、CryptoJS が使用できるバイナリ形式に解析します。これは、復号化中にエンコードされた暗号文を処理するために不可欠です。
Base64.getEncoder().encodeToString	Java バックエンドでは、このメソッドはバイナリ データを文字列形式として安全に送信するために、バイト配列を Base64 文字列にエンコードします。
Base64.getDecoder().decode	Java バックエンドでは、Base64 でエンコードされた文字列を元のバイト配列形式にデコードし、暗号文の復号化を可能にします。
new IvParameterSpec	CTR などの適切なブロック暗号モード操作を保証するために、Java Cipher クラスで使用される初期化ベクトル (IV) の仕様オブジェクトを作成します。
Cipher.getInstance	Java での AES 操作の暗号化または復号化モードとパディング スキームを構成し、CryptoJS との互換性を確保します。
hexStringToByteArray	16 進数の文字列をバイト配列に変換するヘルパー関数。これにより、Java バックエンドが 16 進数のソルトと IV を正しく処理できるようになります。

Crypto-JS アップグレードの理解と暗号化の問題の解決

間の互換性の問題を解決するための最初のステップ 4.2.0 以前のバージョンでは、暗号化と復号化のプロセスがどのように機能するかを理解しています。提供されたフロントエンド スクリプトでは、「generateKey」関数が PBKDF2 アルゴリズムを使用して安全な暗号化キーを作成します。このアルゴリズムは特定のソルトと反復回数で構成されており、ブルート フォース攻撃に対する堅牢な保護を保証します。ライブラリが更新されたとき、キーの導出またはエンコードの動作に微妙な変更があったため、「不正な UTF-8」エラーが発生した可能性があります。フロントエンドとバックエンド間で同じソルトと反復回数が一貫して使用されるようにすることが重要です。 🔑

スクリプト内の「encrypt」関数は、AES アルゴリズムを使用して平文データを Base64 でエンコードされた暗号文に変換する役割を果たします。それは、 暗号化モード。データのストリームに適しています。他のモードとは異なり、CTR ではデータをパディングする必要がないため、効率が必要なシステムに最適です。ただし、フロントエンドとバックエンドの間で初期化ベクター (IV) 形式に小さな不一致がある場合でも、復号化中にエラーが発生する可能性があります。よくある落とし穴は、IV の表現方法 (16 進文字列とバイト配列など) の誤解です。このステップをデバッグするには、各ステージの入力と出力を注意深く検証する必要があります。

「decrypt」関数は、暗号文を読み取り可能な平文に変換して暗号化プロセスを補完します。これを実現するには、モードとパディングの一貫した構成とともに、暗号化中に使用されるのと同じキーと IV を適用する必要があります。 「不正な UTF-8」エラーは、エンコードの違いや転送中のデータへの予期せぬ変更により、復号化されたバイトが誤って解釈された場合によく発生します。たとえば、私が以前取り組んだプロジェクトでは、バックエンドがフロントエンドが予期していたものとは異なる文字エンコーディングで暗号化されたデータを送信するという同様の問題に直面しました。一貫した形式でクロスプラットフォーム暗号化をテストすると、問題が解決されました。 💡

最後に、React フロントエンドと Spring Boot バックエンドの間の互換性を確保するには、ライブラリ構成を調整するだけでは済みません。バックエンドは Java の組み込み暗号ライブラリを使用します。これには、ソルトや IV などの入力に特定の形式が必要です。バックエンド スクリプトの「hexStringToByteArray」などのヘルパー関数は、16 進表現を Java の Cipher クラスが処理できるバイト配列に変換することでギャップを埋めます。フロントエンドとバックエンドで暗号化と復号化の両方の単体テストを作成すると、すべてのエッジ ケースが確実にカバーされます。このアプローチにより、私のチームは最近の移行プロジェクト中に数え切れないほどのデバッグ時間を節約できました。一貫したキーの生成とエンコード戦略により、最新のフレームワークと言語間で暗号化をシームレスに統合できます。 🚀

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);
});

フロントエンドとバックエンド間のライブラリ間暗号化の問題のトラブルシューティング

間の暗号化の問題に対処する際に考慮すべき重要な側面の 1 つ そして エンコーディングの役割を理解しています。ような図書館 JavaScript と Java の暗号化ライブラリには、データ エンコーディングの処理方法に微妙な違いがあることがよくあります。例えば、 Crypto-JS は 16 進数または Base64 で出力を生成する可能性がありますが、Java はバイト配列形式を想定しています。ここで不一致があると、復号化を試みたときに悪名高い「不正な UTF-8」エラーが発生する可能性があります。文字列を 16 進数または Base64 に変換するなど、両方のシステムで一貫した形式が使用されていることを確認すると、これらのエラーを効果的に軽減できます。 🔍

もう 1 つの一般的な問題は、パディング スキームの違いから発生します。デフォルトでは、一部のライブラリは PKCS7 などのパディング メソッドを使用しますが、CTR モードを使用したこのシナリオのように、パディングを完全に回避するライブラリもあります。これにより、構成の一貫性が最優先事項となります。たとえば、CTR モードでは、入力サイズの不一致を処理するためのパディングがないため、ブロック サイズは 2 つの環境間で完全に一致する必要があります。実際のプロジェクトでは、構成の見落としが原因で失敗することが多く、暗号文の互換性がなくなり、開発者がイライラすることがあります。アプリケーションの両側に暗号化と復号化のための単体テストを追加することは、これらの問題を早期に検出するために非常に役立ちます。 💡

最後に、キーやソルトなどの環境変数の重要性を見落とさないでください。プロジェクトで動的に生成されたソルトを使用する場合は、ソルトがシステム間で安全に受け渡されるようにしてください。キー導出アルゴリズム (Crypto-JS と Java の PBKDF2 など) が一致しないと、まったく異なる暗号化キーが生成され、復号化が不可能になる可能性があります。 REST クライアントなどのツールは、事前定義されたソルトと IV を使用してリクエストをシミュレートし、これらの対話をデバッグできます。暗号化パラメーターを標準化することで、プロジェクトはライブラリのアップグレード後に機能が損なわれることを回避できます。 🚀

1. 「不正な UTF-8」エラーの最も一般的な原因は何ですか?
2. これらのエラーは通常、エンコード形式の不一致が原因で発生します。フロントエンドとバックエンドの両方を使用できるようにする または 暗号化出力に対して一貫して。
3. バックエンドがフロントエンドからのデータを復号化しないのはなぜですか?
4. キーの生成方法が一致していない可能性があります。使用 両端で同じ反復とソルト形式を使用します。
5. AES モードが異なると復号化の問題が発生する可能性がありますか?
6. はい。たとえば、次のように使用します。 フロントエンドのモードですが、 バックエンドで互換性のない暗号文が生成されます。
7. 暗号化の互換性をテストするにはどうすればよいですか?
8. 同じモックデータを使用して単体テストを作成する 、 、フロントエンドとバックエンドにわたるプレーンテキスト。
9. 暗号化の問題のデバッグに役立つツールは何ですか?
10. Postman などのツールは、次のようなライブラリをログに記録しながら、暗号化リクエストをテストできます。 または 暗号化中に値を追跡できます。

Crypto-JS などのライブラリをアップグレードする場合、暗号化とキー導出の処理方法の微妙な違いが重大な問題を引き起こす可能性があります。エンコードとパディングのデフォルトが変更される可能性があるため、古いバージョンを移行するときにこの状況がよく発生します。 「不正な UTF-8」のようなエラーを回避するには、環境間で一貫してテストすることが重要です。

ソルトや初期化ベクトルなどの暗号化設定を調整し、データ交換をシミュレートするツールを使用することで、クロスプラットフォーム互換性を実現できます。単体テストを追加すると、すべてのシナリオが確実に検証され、数え切れないほどのデバッグ時間を節約できます。忍耐強く適切に調整すれば、暗号化ワークフローはシームレスに機能します。 🚀