Виправлення неправильних помилок UTF-8 у завантажувальних проектах React і Spring після оновлення Crypto-JS

Коли оновлення ламаються: вирішення проблем міграції Crypto-JS

Оновлення залежностей у проекті часто може здатися палкою з двома кінцями. З одного боку, ви отримуєте переваги від нових функцій, покращеної безпеки та виправлення помилок. З іншого боку, критичні зміни можуть призвести до проблем у вашій програмі. Нещодавно під час оновлення Crypto-JS з версії 3.1.9-1 до 4.2.0, я зіткнувся з дивною проблемою, через яку мій код шифрування та дешифрування взагалі перестав працювати. 🛠️

Уявіть собі таке: ваш інтерфейсний додаток React бездоганно шифрує дані, але раптом ваш бекенд Spring Boot не може їх розшифрувати. Навіть гірше, рядки, зашифровані у серверній частині, викликають помилки у зовнішній частині! Жахливої ​​помилки «неправильно сформований UTF-8» було достатньо, щоб зупинити розвиток. Саме це сталося в моєму проекті, коли я взявся за це оновлення.

Незважаючи на години налагодження, проблема не була зрозуміла відразу. Це було оновлення бібліотеки? Чи змінилися параметри шифрування? Чи викликав невідповідність результатів метод визначення ключа? Кожна гіпотеза приводила в глухий кут. Це була неприємна, але навчальна подорож, яка змусила мене переглянути документацію та мій код. 📜

У цій статті я поділюся уроками, які отримав під час вирішення цієї проблеми. Незалежно від того, чи маєте ви справу з невідповідним шифруванням чи зіткнетесь із несправними змінами, ці відомості можуть позбавити вас від годин налагодження. Давайте зануримося та розшифруємо таємницю цієї помилки «неправильного формату UTF-8»! 🔍

Розуміння оновлення Crypto-JS і вирішення проблем із шифруванням

Перший крок у вирішенні проблем сумісності між Crypto-JS 4.2.0 і попередні версії — це розуміння того, як працюють процеси шифрування та дешифрування. У наданому сценарії інтерфейсу функція `generateKey` використовує алгоритм PBKDF2 для створення безпечного ключа шифрування. Цей алгоритм налаштовано з певною сіллю та кількістю ітерацій, що забезпечує надійний захист від атак грубою силою. Коли бібліотеку було оновлено, незначні зміни в тому, як працює похідний ключ або кодування, могли призвести до помилки "неправильне UTF-8". Забезпечення постійного використання однакової солі та кількості ітерацій між інтерфейсом і сервером є критично важливим. 🔑

Функція `encrypt` у сценарії відповідає за перетворення відкритих текстових даних у зашифрований текст у кодуванні Base64 за допомогою алгоритму AES. Він використовує CTR режим для шифрування, який добре працює для потоків даних. На відміну від інших режимів, CTR не потребує доповнення даних, що робить його ідеальним для систем, яким потрібна ефективність. Однак навіть невелика невідповідність у форматі вектора ініціалізації (IV) між інтерфейсом і сервером може призвести до помилок під час дешифрування. Поширеною помилкою є неправильне розуміння того, як представлено IV (наприклад, шістнадцяткові рядки проти байтових масивів). Налагодження цього кроку вимагає ретельної перевірки входів і виходів на кожному етапі.

Функція `decrypt` доповнює процес шифрування, перетворюючи зашифрований текст назад у читабельний відкритий текст. Щоб досягти цього, необхідно застосувати той самий ключ і IV, що використовуються під час шифрування, разом із узгодженими конфігураціями для режиму та заповнення. Помилка «неправильне UTF-8» часто виникає тут, коли розшифровані байти неправильно інтерпретуються через відмінності в кодуванні або неочікувані модифікації даних, що передаються. Наприклад, проект, над яким я працював раніше, зіткнувся з подібною проблемою, коли бекенд надсилав зашифровані дані з кодуванням символів, відмінним від очікуваного інтерфейсу. Тестування міжплатформного шифрування з узгодженими форматами вирішило проблему. 💡

Нарешті, забезпечення сумісності між інтерфейсом React і сервером Spring Boot передбачає більше, ніж просто узгодження конфігурацій бібліотек. Сервер використовує вбудовані криптографічні бібліотеки Java, які вимагають спеціального форматування для вхідних даних, таких як солі та IV. Допоміжні функції, такі як `hexStringToByteArray` у серверному сценарії, усувають розрив, перетворюючи шістнадцяткові представлення в масиви байтів, які може обробити клас Cipher Java. Написання модульних тестів як для шифрування, так і для дешифрування на інтерфейсі та сервері забезпечує охоплення всіх граничних випадків. Цей підхід заощадив моїй команді незліченні години налагодження під час недавнього проекту міграції. Завдяки узгодженій генерації ключів і стратегіям кодування ви можете легко інтегрувати шифрування між сучасними фреймворками та мовами. 🚀

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);
});

Усунення проблем міжбібліотечного шифрування між інтерфейсом і сервером

Один важливий аспект, який слід враховувати під час вирішення проблем шифрування між інтерфейс і бекенд розуміння ролі кодування. Бібліотеки люблять Crypto-JS у JavaScript і криптографічні бібліотеки Java часто мають тонкі відмінності в тому, як вони обробляють кодування даних. Наприклад, Crypto-JS може створювати виходи у шістнадцятковому чи Base64, тоді як Java очікує формат масиву байтів. Невідповідності тут можуть призвести до сумнозвісної помилки «неправильно сформований UTF-8» під час спроби дешифрування. Забезпечення того, щоб обидві системи використовували узгоджені формати, такі як перетворення рядків у шістнадцяткове чи Base64, може ефективно зменшити ці помилки. 🔍

Ще одна поширена проблема виникає через відмінності схем заповнення. За замовчуванням деякі бібліотеки використовують такі методи доповнення, як PKCS7, тоді як інші, як у цьому сценарії з режимом CTR, взагалі уникають доповнення. Це робить узгодженість конфігурації головним пріоритетом. Наприклад, у режимі CTR розмір блоку має ідеально співпадати між двома середовищами, оскільки немає заповнення для обробки невідповідних розмірів вхідних даних. Реальні проекти часто зазнають невдач через недогляд конфігурації, що призводить до несумісності зашифрованого тексту та розчарування розробників. Додавання модульних тестів для шифрування та дешифрування з обох сторін програми є неоціненним для раннього виявлення цих проблем. 💡

Нарешті, не ігноруйте важливість змінних навколишнього середовища, таких як ключі та солі. Якщо ваш проект використовує динамічно генеровані солі, переконайтеся, що вони безпечно передаються між системами. Невідповідність алгоритмів виведення ключів (наприклад, PBKDF2 у Crypto-JS і Java) може призвести до абсолютно різних ключів шифрування, що унеможливить дешифрування. Такі інструменти, як клієнти REST, можуть симулювати запити з попередньо визначеними солями та IV для налагодження цих взаємодій. Завдяки стандартизації параметрів шифрування ваш проект може уникнути порушення функціональності після оновлення бібліотеки. 🚀