大型网站的HTTPS实践之HTTPS对性能的影响(1)(2)

5. 解析CA站点的DNS。耗时一个RTT。

a) 浏览器获取到证书后，有可能需要发起OCSP或者CRL请求，查询证书状态。

b) 浏览器首先获取证书里的CA域名。

c) 如果没有命中缓存，浏览器需要解析CA域名的DNS。

6. 三次握手建立CA站点的TCP连接。耗时一个RTT。

a) DNS解析到IP后，需要完成三次握手建立TCP连接。

7. 发起OCSP请求，获取响应。耗时一个RTT。

8. 完全握手阶段二，耗时一个RTT及计算时间。

a) 完全握手阶段二主要是密钥协商。

9. 完全握手结束后，浏览器和服务器之间进行应用层(也就是HTTP)数据传输。

当然不是每个请求都需要增加7个RTT才能完成HTTPS首次请求交互。大概只有不到0.01%的请求才有可能需要经历上述步骤，它们需要满足如下条件：

1. 必须是首次请求。即建立TCP连接后发起的第一个请求，该连接上的后续请求都不需要再发生上述行为。

2. 必须要发生完全握手，而正常情况下80%的请求能实现简化握手。

3. 浏览器需要开启OCSP或者CRL功能。Chrome默认关闭了ocsp功能，firefox和IE都默认开启。

4. 浏览器没有命中OCSP缓存。Ocsp一般的更新周期是7天，firefox的查询周期也是7天，也就说是7天中才会发生一次ocsp的查询。

5. 浏览器没有命中CA站点的DNS缓存。只有没命中DNS缓存的情况下才会解析CA的DNS。

2.2 计算耗时增加

上节还只是简单描述了HTTPS关键路径上必须消耗的纯网络耗时，没有包括非常消耗CPU资源的计算耗时，事实上计算耗时也不小(30ms以上)，从浏览器和服务器的角度分别介绍一下：

1， 浏览器计算耗时

a) RSA证书签名校验，浏览器需要解密签名，计算证书哈希值。如果有多个证书链，浏览器需要校验多个证书。

b) RSA密钥交换时，需要使用证书公钥加密premaster。耗时比较小，但如果手机性能比较差，可能也需要1ms的时间。

c) ECC密钥交换时，需要计算椭圆曲线的公私钥。

d) ECC密钥交换时，需要使用证书公钥解密获取服务端发过来的ECC公钥。

e) ECC密钥交换时，需要根据服务端公钥计算master key。

f) 应用层数据对称加解密。

g) 应用层数据一致性校验。

2， 服务端计算耗时

a) RSA密钥交换时需要使用证书私钥解密premaster。这个过程非常消耗性能。

b) ECC密钥交换时，需要计算椭圆曲线的公私钥。

c) ECC密钥交换时，需要使用证书私钥加密ECC的公钥。

d) ECC密钥交换时，需要根据浏览器公钥计算共享的master key。

e) 应用层数据对称加解密。

f) 应用层数据一致性校验。

由于客户端的CPU和操作系统种类比较多，所以计算耗时不能一概而论。手机端的HTTPS计算会比较消耗性能，单纯计算增加的延迟至少在50ms以上。PC端也会增加至少10ms以上的计算延迟。

服务器的性能一般比较强，但由于RSA证书私钥长度远大于客户端，所以服务端的计算延迟也会在5ms以上。

3 结束语

本系列的后续文章将进一步解释针对性的优化措施。

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