3.7 HTTPS 优化

性能损耗

产生性能消耗的两个环节：

• 第一个环节，TLS 协议握手过程；
• 第二个环节，握手后的对称加密报文传输。

优化

• 硬件：HTTPS 协议是计算密集型，而不是 I/O 密集型，所以需要提升 CPU 性能。

  • 应该选择对于加密算法有优化的CPU
    • 比如支持 AES-NI 特性的 CPU，这款 CPU 能在指令级别优化了 AES 算法，这样便加速了数据的加解密传输过程。

• 软件：将软件升级到有算法优化的版本（通常越新越好）

  • 但是大公司升级软件成本较高，且可能会影响正常的线上服务。

• 协议：密钥交换算法应该选择 ECDHE 算法，而不用 RSA 算法，因为 ECDHE 算法具备前向安全性，而且客户端可以在第三次握手之后，就发送加密应用数据，节省了 1 RTT。

  • 将 TLS1.2 升级 TLS1.3，因为 TLS1.3 的握手过程只需要 1 RTT，而且安全性更强。（使用了椭圆曲线算法）

• 对于证书优化的方向：

  • 服务器应该选用 ECDSA 证书，而非 RSA 证书，因为在相同安全级别下，ECC 的密钥长度比 RSA 短很多，这样可以提高证书传输的效率；

  • 服务器应该开启 OCSP Stapling 功能，由服务器预先获得 OCSP 的响应，并把响应结果缓存起来，这样 TLS 握手的时候就不用再访问 CA 服务器，减少了网络通信的开销，提高了证书验证的效率；

    • OCSP响应的结果是当前的服务器证书是否有效，且也是通过签名保证权威性的（且带有时间戳，可以理解为吊销是一天一次，那么只要CA说今天有效，那么今天就能继续使用）
      • 当然客户端可以每次请求当前服务器的证书是否吊销

• 对于重连 HTTPS 时，我们可以使用一些技术让客户端和服务端使用上一次 HTTPS 连接使用的会话密钥，直接恢复会话，而不用再重新走完整的 TLS 握手过程。

• 常见的会话重用技术有 Session ID（定期失效，但是现在分布式，不一定能命中） 和 Session Ticket（类似于Token，分布式可以使用），用了会话重用技术，当再次重连 HTTPS 时，只需要 1 RTT 就可以恢复会话。对于 TLS1.3 使用 Pre-shared Key 会话重用技术，只需要 0 RTT 就可以恢复会话。

  • Pre-Shared Key：也是用 Session ID 和 Session Ticket 完成快速恢复会话。

  • 这些会话重用技术虽然好用，但是存在一定的安全风险，它们不仅不具备前向安全，而且有重放攻击的风险，所以应当对会话密钥设定一个合理的过期时间。

    • 重放攻击：截获Session ID或者Session Ticket等身份验证信息，仿造授权客户进行攻击。（可以设置过期时间达到一定的预防效果）

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