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HTTPS協議和HTTP占用多少服務器資源？

2021年01月28日

HTTPS是建構在SSL/TLS之上的HTTP協議，要比較HTTPS和HTTP占用多少服務器資源，主要看SSL/TLS本身消耗多少服務器資源。

HTTP使用TCP 三次握手建立連接，客戶端和服務器需要交換3個包，HTTPS除了 TCP 的三個包，還要加上 ssl握手需要的9個包，所
以一共是12個包。HTTP 建立連接，按照下面鏈接中針對Computer Science House的測試，是114毫秒；HTTPS建立連接，耗費
436毫秒。ssl 部分花費322毫秒，包括網絡延時和ssl 本身加解密的開銷（服務器根據客戶端的信息確定是否需要生成新的主密鑰；
服務器回復該主密鑰，并返回給客戶端一個用主密鑰認證的信息；服務器向客戶端請求數字簽名和公開密鑰）。

SSL handshake latency and HTTPS optimizations. :: semicomplete.com

當SSL 連接建立后，之后的加密方式就變成了3DES等對于 cpu 負荷較輕的對稱加密方式。相對前面 SSL 建立連接時的非對稱加密方
式，對稱加密方式對 CPU 的負荷基本可以忽略不記，所以問題就來了，如果頻繁的重建 ssl 的session，對于服務器性能的影響將會
是致命的，盡管打開HTTPS 保活可以緩解單個連接的性能問題，但是對于并發訪問用戶數極多的大型網站，基于負荷分擔的獨立的
SSL termination proxy就顯得必不可少了，web 服務放在SSL termination proxy之后。SSL termination proxy既可以是基于硬件
的，譬如F5；也可以是基于軟件的，譬如維基百科用到的就是 Nginx。

那采用 HTTPS 后，到底會多用多少服務器資源，2010年1月 Gmail切換到完全使用 HTTPS，前端處理 SSL 機器的CPU 負荷增加不
超過1%，每個連接的內存消耗少于20KB，網絡流量增加少于2%。由于 Gmail 應該是使用N臺服務器分布式處理，所以CPU 負荷的
數據并不具有太多的參考意義，每個連接內存消耗和網絡流量數據有參考意義。這篇文章中還列出了單核每秒大概處理1500次握手
（針對1024-bit 的 RSA），這個數據很有參考意義，具體信息來源的英文網址：ImperialViolet。

Heartbleed這個被稱作史上最大的網絡安全漏洞，想必很多人都有所耳聞，Heartbleed之所以能夠出現，其實和我們這個問題關系
還不小，前面我們談到了頻繁重建 SSL/TLS的session對于服務器影響是致命的，所以聰明的RFC 在2012年提出了 RFC6520 TLS 的
心跳擴展。這個協議本身是簡單和完美的，通過在客戶端和服務器之間來回發送心跳的請求和應答，保活 TLS session，減少重建 TLS
的session的性能開銷。令人遺憾的是，openssl 在實現這個心跳擴展時，犯了一個低級的錯誤，沒有對收到的心跳請求進行長度檢查
，直接根據心跳請求長度拷貝數據區，導致簡單的心跳應答中可能包含了服務器端的核心數據區內容，用戶名，密碼，信用卡信息，
甚至服務器的私有密鑰都有可能泄露。心因為心跳保活的這個 BUG 在滴血，這個名字起的極度形象。