大型互联网站点HTTPS实践(三):基于协议和配置的优化.docx
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1、大型互联网站点HTTPS实践(三):基于协议和配置的优化1 前言在前面的文章中讲到 HTTPS 对用户访问速度的影响。本文就为大家介绍 HTTPS 在访问速度,计算性能,安全等方面基于协议和配置的优化。2 HTTPS 访问速度优化2.1 Tcp fast openHTTPS 和 HTTP 使用 TCP 协议进行传输,也就意味着必须通过三次握手建立 TCP 连接,但一个 RTT 的时间内只传输一个 syn 包是不是太浪费?能不能在 syn 包发出的同时捎上应用层的数据?其实是可以的,这也是 tcp fast open 的思路,简称 TFO。具体原理可以参考 rfc7413。遗憾的是 TFO 需要
2、高版本内核的支持,linux 从 3.7 以后支持 TFO,但是目前的 windows 系统还不支持 TFO,所以只能在公司内部服务器之间发挥作用。2.2 HSTS前面提到过将用户 HTTP 请求 302 跳转到 HTTPS,这会有两个影响:1、不安全,302 跳转不仅暴露了用户的访问站点,也很容易被中间者支持。2、降低访问速度,302 跳转不仅需要一个 RTT,浏览器执行跳转也需要执行时间。由于 302 跳转事实上是由浏览器触发的,服务器无法完全控制,这个需求导致了 HSTS 的诞生:HSTS(HTTP Strict Transport Security)。服务端返回一个 HSTS 的 ht
3、tp header,浏览器获取到 HSTS 头部之后,在一段时间内,不管用户输入还是,都会默认将请求内部跳转成。Chrome, firefox, ie 都支持了 HSTS。2.3 Session resumeSession resume 顾名思义就是复用 session,实现简化握手。复用 session 的好处有两个:1、减少了 CPU 消耗,因为不需要进行非对称密钥交换的计算。2、提升访问速度,不需要进行完全握手阶段二,节省了一个 RTT 和计算耗时。TLS 协议目前提供两种机制实现 session resume,分别介绍一下。2.3.1 Session cacheSession cach
4、e 的原理是使用 client hello 中的 session id 查询服务端的 session cache, 如果服务端有对应的缓存,则直接使用已有的 session 信息提前完成握手,称为简化握手。Session cache 有两个缺点:1、需要消耗服务端内存来存储 session 内容。2、目前的开源软件包括 nginx,apache 只支持单机多进程间共享缓存,不支持多机间分布式缓存,对于百度或者其他大型互联网公司而言,单机 session cache 几乎没有作用。Session cache 也有一个非常大的优点:session id 是 TLS 协议的标准字段,市面上的浏览器全
5、部都支持 session cache。百度通过对 TLS 握手协议及服务器端实现的优化,已经支持全局的 session cache,能够明显提升用户的访问速度,节省服务器计算资源。2.3.2 Session ticket上节提到了 session cache 的两个缺点,session ticket 能够弥补这些不足。Session ticket 的原理参考 RFC4507。简述如下:server 将 session 信息加密成 ticket 发送给浏览器,浏览器后续握手请求时会发送 ticket,server 端如果能成功解密和处理 ticket,就能完成简化握手。显然,session ti
6、cket 的优点是不需要服务端消耗大量资源来存储 session 内容。Session ticket 的缺点:1、session ticket 只是 TLS 协议的一个扩展特性,目前的支持率不是很广泛,只有 60% 左右。2、session ticket 需要维护一个全局的 key 来加解密,需要考虑 KEY 的安全性和部署效率。总体来讲,session ticket 的功能特性明显优于 session cache。希望客户端实现优先支持 session ticket。2.4 Ocsp staplingOcsp 全称在线证书状态检查协议 (rfc6960),用来向 CA 站点查询证书状态,比如
7、是否撤销。通常情况下,浏览器使用 OCSP 协议发起查询请求,CA 返回证书状态内容,然后浏览器接受证书是否可信的状态。如果CA站点在国外,这个过程非常消耗时间,网络不稳定,RTT 也比较大。如果CA站点在国内,那么就要好的多,OCSP查验速度也非常快,所以建议国内站点部署国产SSL证书比较好,无论是从速度性能方面考虑,还是从价格和安全方面考虑,国产CA机构如沃通CA()相比国外CA机构优势大的多。2.5 False start通常情况下,应用层数据必须等完全握手全部结束之后才能传输。这个其实比较浪费时间,那能不能类似 TFO 一样,在完全握手的第二个阶段将应用数据一起发出来呢?google
8、提出了 false start 来实现这个功能。简单概括 False start 的原理就是在 client_key_exchange 发出时将应用层数据一起发出来,能够节省一个 RTT。False start 依赖于 PFS(perfect forward secrecy 完美前向加密),而 PFS 又依赖于 DHE 密钥交换系列算法(DHE_RSA, ECDHE_RSA, DHE_DSS, ECDHE_ECDSA),所以尽量优先支持 ECDHE 密钥交换算法实现 false start。2.6 使用 SPDY 或者 HTTP2SPDY 是 google 推出的优化 HTTP 传输效率的协议
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