Oprava chybne vytvorených chýb UTF-8 v projektoch React a Spring Boot po aktualizáciách Crypto-JS

Keď sa upgrady zlomia: Riešenie výziev migrácie Crypto-JS

Aktualizácia závislostí v projekte môže často pôsobiť ako dvojsečná zbraň. Na jednej strane získate výhody z nových funkcií, vylepšeného zabezpečenia a opráv chýb. Na druhej strane, prerušenie zmien môže spôsobiť, že vaša aplikácia bude v chaose. Nedávno pri modernizácii Crypto-JS z verzie 3.1.9-1 do 4.2.0, narazil som na zvláštny problém, keď môj šifrovací a dešifrovací kód úplne prestal fungovať. 🛠️

Predstavte si toto: vaša frontendová aplikácia React šifruje údaje bezchybne, no váš backend Spring Boot ich zrazu nedokáže dešifrovať. Ešte horšie je, že reťazce zašifrované v backende spúšťajú chyby na frontende! Obávaná chyba „zneformovaného UTF-8“ stačila na zastavenie vývoja. Presne to sa stalo v mojom projekte, keď som riešil tento upgrade.

Napriek hodinám ladenia nebol problém okamžite jasný. Bola to aktualizácia knižnice? Zmenili sa nastavenia šifrovania? Spôsobila metóda odvodzovania kľúča nezhodné výsledky? Každá hypotéza viedla do slepých uličiek. Bola to frustrujúca, no vzdelávacia cesta, ktorá ma prinútila prehodnotiť dokumentáciu a môj kód. 📜

V tomto článku sa podelím o ponaučenie, ktoré som sa naučil pri riešení tohto problému. Či už máte čo do činenia s nezhodným šifrovaním alebo zápasíte s prelomovými zmenami, tieto poznatky vám môžu ušetriť hodiny ladenia. Poďme sa ponoriť a dešifrovať záhadu za touto chybou „poškodeného UTF-8“! 🔍

Pochopenie inovácie Crypto-JS a riešenie problémov so šifrovaním

Prvým krokom pri riešení problémov s kompatibilitou medzi Crypto-JS 4.2.0 a staršie verzie rozumejú tomu, ako fungujú procesy šifrovania a dešifrovania. V poskytnutom frontend skripte funkcia `generateKey` používa algoritmus PBKDF2 na vytvorenie bezpečného šifrovacieho kľúča. Tento algoritmus je nakonfigurovaný so špecifickou soľou a počtom iterácií, čo zaisťuje robustnú ochranu proti útokom hrubou silou. Keď bola knižnica aktualizovaná, jemné zmeny v tom, ako funguje odvodenie kľúča alebo kódovanie, mohli viesť k chybe „nesprávne formátovaný kód UTF-8“. Je dôležité zabezpečiť, aby sa medzi frontendom a backendom konzistentne používal rovnaký počet solí a iterácií. 🔑

Funkcia „šifrovať“ v skripte je zodpovedná za premenu údajov vo formáte čistého textu na šifrovaný text zakódovaný v Base64 pomocou algoritmu AES. Používa sa MP režim pre šifrovanie, ktorý funguje dobre pre toky údajov. Na rozdiel od iných režimov CTR nevyžaduje vyplnenie údajov, takže je ideálne pre systémy, ktoré vyžadujú efektivitu. Avšak aj malý nesúlad vo formáte inicializačného vektora (IV) medzi frontendom a backendom môže viesť k chybám počas dešifrovania. Bežným úskalím je nepochopenie toho, ako je znázornené IV (napr. hexadecimálne reťazce verzus bajtové polia). Ladenie tohto kroku vyžaduje starostlivé overenie vstupov a výstupov v každej fáze.

Funkcia „dešifrovať“ dopĺňa proces šifrovania konverziou šifrovaného textu späť na čitateľný obyčajný text. Aby ste to dosiahli, musíte použiť rovnaký kľúč a IV ako pri šifrovaní, spolu s konzistentnými konfiguráciami pre režim a výplň. Chyba „nesprávne formátovaný kód UTF-8“ tu často vzniká, keď sú dešifrované bajty nesprávne interpretované v dôsledku rozdielov v kódovaní alebo neočakávaných úprav prenášaných údajov. Napríklad projekt, na ktorom som predtým pracoval, čelil podobnému problému, keď backend odosielal zašifrované údaje s iným kódovaním znakov, než očakával frontend. Testovanie medziplatformového šifrovania s konzistentnými formátmi problém vyriešilo. 💡

Napokon, zabezpečenie kompatibility medzi frontendom React a backendom Spring Boot zahŕňa viac než len zosúladenie konfigurácií knižníc. Backend používa vstavané kryptografické knižnice Java, ktoré vyžadujú špecifické formátovanie pre vstupy, ako sú soli a IV. Pomocné funkcie ako „hexStringToByteArray“ v backendovom skripte preklenú medzeru konvertovaním hexadecimálnych reprezentácií na bajtové polia, ktoré trieda Java Cipher dokáže spracovať. Zápis jednotkových testov pre šifrovanie aj dešifrovanie na frontende a backende zabezpečuje, že sú pokryté všetky okrajové prípady. Tento prístup ušetril môjmu tímu nespočetné hodiny ladenia počas nedávneho projektu migrácie. Vďaka konzistentným stratégiám generovania kľúčov a kódovania môžete bez problémov integrovať šifrovanie medzi moderné 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);
});

Riešenie problémov so šifrovaním medzi knižnicami medzi frontendom a backendom

Jeden zásadný aspekt, ktorý treba zvážiť pri riešení problémov so šifrovaním medzi frontend a backend je pochopenie úlohy kódovania. Knižnice ako Crypto-JS v JavaScripte a kryptografických knižniciach Java majú často jemné rozdiely v tom, ako zaobchádzajú s kódovaním údajov. napr. Crypto-JS môže produkovať výstupy v hexadecimálnom formáte alebo Base64, zatiaľ čo Java očakáva formát bajtového poľa. Nezhody tu môžu viesť k neslávne známej chybe „nesprávne formátovaný kód UTF-8“ pri pokuse o dešifrovanie. Zabezpečením toho, že oba systémy používajú konzistentné formáty, ako je napríklad prevod reťazcov na hexadecimálny alebo Base64, možno tieto chyby účinne zmierniť. 🔍

Ďalší spoločný problém vyplýva z rozdielov v schémach výplne. Niektoré knižnice štandardne používajú metódy výplne, ako je PKCS7, zatiaľ čo iné, ako v tomto scenári s režimom CTR, sa výplni úplne vyhýbajú. Vďaka tomu je konzistencia konfigurácie najvyššou prioritou. Napríklad v režime CTR sa veľkosť bloku musí dokonale zhodovať medzi týmito dvoma prostrediami, pretože neexistuje žiadna výplň, ktorá by zvládla nezhodné vstupné veľkosti. Projekty v reálnom svete tu často zlyhávajú kvôli nedohľadu nad konfiguráciou, čo vedie k nekompatibilnému šifrovanému textu a frustrovaným vývojárom. Pridanie jednotkových testov na šifrovanie a dešifrovanie na oboch stranách aplikácie je neoceniteľné na včasné odhalenie týchto problémov. 💡

Nakoniec neprehliadnite dôležitosť environmentálnych premenných, ako sú kľúče a soli. Ak váš projekt používa dynamicky generované soli, uistite sa, že sú bezpečne prenášané medzi systémami. Nezhoda v algoritmoch na odvodenie kľúčov (napr. PBKDF2 v Crypto-JS a Java) môže viesť k úplne odlišným šifrovacím kľúčom, čo znemožňuje dešifrovanie. Nástroje ako klienti REST môžu simulovať požiadavky s preddefinovanými soľami a IV na ladenie týchto interakcií. Štandardizáciou parametrov šifrovania sa váš projekt môže vyhnúť narušeniu funkčnosti po aktualizácii knižnice. 🚀