• 会话复用
  • • Session ID
  • Session Ticket
  • Pre-shared Key

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HTTP 与 HTTPS

HTTPS （全称：Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer），是以安全为目标的 HTTP 通道，在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性 。

HTTPS 在HTTP 的基础下加入SSL，HTTPS 的安全基础是 SSL，因此加密的详细内容就需要 SSL。

HTTPS 存在不同于 HTTP 的默认端口及一个加密/身份验证层（在 HTTP与 TCP 之间）。

这个系统提供了身份验证与加密通讯方法。它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯，

HTTPS 如何优化？

这里着重介绍会话复用这个模块。

会话复用

TLS 握?的?的就是为了协商出会话密钥，如果我们把?次 TLS 握?协商的对称加密密钥缓存起来，

待下次需要建? HTTPS 连接时，直接「复?」这个密钥，不就减少 TLS 握?的性能损耗了吗？

这种?式就是会话复?（TLS session resumption），会话复?分两种：

• 第?种叫 Session ID；
• 第?种叫 Session Ticket；

Session ID

Session ID 的?作原理是，客户端和服务器?次 TLS 握?连接后，双?会在内存缓存会话密钥，

并?唯?的Session ID 来标识，Session ID 和会话密钥相当于 key-value 的关系。

当客户端再次连接时，hello 消息?会带上 Session ID，服务器收到后就会从内存找，

如果找到就直接?该会话密钥恢复会话状态，跳过其余的过程，只??个消息往返就可以建?安全通信。

当然为了安全性，内存中的会话密钥会定期失效。

缺点：

服务器必须保持每?个客户端的会话密钥，随着客户端的增多，服务器的内存压?也会越?。

现在?站服务?般是由多台服务器通过负载均衡提供服务的，

客户端再次连接不?定会命中上次访问过的服务器，于是还要?完整的 TLS 握?过程；

Session Ticket

服务器不再缓存每个客户端的会话密钥，?是把缓存的?作交给了客户端，类似于 HTTP 的 Cookie。

客户端与服务器?次建?连接时，服务器会加密「会话密钥」作为 Ticket 发给客户端，交给客户端缓存该Ticket。

客户端再次连接服务器时，客户端会发送 Ticket，服务器解密后就可以获取上?次的会话密钥，

然后验证有效期，如果没问题，就可以恢复会话了，开始加密通信。

对于集群服务器的话，要确保每台服务器加密 「会话密钥」的密钥是?致的，

这样客户端携带 Ticket 访问任意?台服务器时，都能恢复会话。

Session ID 和 Session Ticket 都不具备前向安全性，

因为?旦加密「会话密钥」的密钥被破解或者服务器泄漏「会话密钥」，前?劫持的通信密?都会被破解。

为了避免重放攻击的?式就是需要对会话密钥设定?个合理的过期时间。

Pre-shared Key

前?的 Session ID 和 Session Ticket ?式都需要在 1 RTT 才能恢复会话。

对于重连 TLS1.3 只需要 0 RTT，原理和 Ticket 类似，只不过在重连时，

客户端会把 Ticket和 HTTP 请求?同发送给服务端，这种?式叫 Pre-shared Key。

同样的，Pre-shared Key 也有重放攻击的危险。

总结

对于硬件优化的?向，因为 HTTPS 是属于计算密集型，应该选择计算?更强的 CPU，

?且最好选择?持 AES-NI特性的 CPU，这个特性可以在硬件级别优化 AES 对称加密算法，加快应?数据的加解密。

对于软件优化的?向，如果可以，把软件升级成较新的版本。

对于协议优化的?向：

• 密钥交换算法应该选择 ECDHE 算法，?不? RSA 算法，

  因为 ECDHE 算法具备前向安全性，?且客户端可以在第三次握?之后，就发送加密应?数据，节省了 1 RTT。

• 将 TSL1.2 升级 TSL1.3，因为 TSL1.3 的握?过程只需要 1 RTT，?且安全性更强。

对于证书优化的?向：

• 服务器应该选? ECDSA 证书，?? RSA 证书，因为在相同安全级别下，ECC 的密钥?度? RSA 短很多，这样可以提?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?的时候就不?再访问 CA 服务器，减少了?络通信的开销，提?了证书验证的效率；

对于重连 HTTPS 时，我们可以使??些技术让客户端和服务端使?上?次 HTTPS 连接使?的会话密钥，直接恢
复会话，?不?再重新?完整的 TLS 握?过程。

常?的会话重?技术有 Session ID 和 Session Ticket，?了会话重?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? Pre-shared Key 会话重?技术，只需要 0 RTT 就可以恢复会话。

这些会话重?技术虽然好?，但是存在?定的安全?险，它们不仅不具备前向安全，?且有重放攻击的?险，所以
应当对会话密钥设定?个合理的过期时间。

参考

• https://medium.com/faun/http-2-spdy-and-http-3-quic-bae7d9a3d484
• https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/http2?hl=zh-cn
• https://blog.cloudflare.com/http3-the-past-present-and-future/
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