八个HTTPS和SSL优化使用心得-减少等待时间和降低Https性能损耗

01/04/201909:53:17 发表评论 642个阅读者

HTTPS SSL现在基本上是建站标配了。

得益于Let’s Encrypt、Digicert、TrustAsia、Symantec等提供的免费SSL证书,现在不管是个人建站还是企业建站,上Https的成本可以忽略不计了。

为了安全,我们要上Https,但是开启 SSL 会增加内存、CPU、网络带宽的开销。

http使用TCP 三次握手建立连接,客户端和服务器需要交换3个包。

https除了 TCP 的三个包,还要加上 ssl握手需要的9个包,一共是12个包。所以,HTTPS优化得不好,反而容易出现性能慢的问题。

如果网站的流量比较少,加上服务器的性能配置足以支撑起当前的流量,可能感觉不到对服务器性能的拖累。

但是对于大型的网站,例如百度、Google以及热门APP,优化Https性能,减少资源消耗还是非常有用的。

八个HTTPS和SSL优化使用心得-减少等待时间和降低Https性能损耗

本篇文章就来分享一下HTTPS和SSL优化使用几点心得体会

一、如何选择免费SSL证书?

建议选择Let’s EncryptLet’s Encrypt免费SSL证书虽然只有90天,支持手动和自动续期。Let’s Encrypt SSL在各大浏览器上都得到认可,是免费SSL证书的首选。

八个HTTPS和SSL优化使用心得-减少等待时间和降低Https性能损耗

Let’s Encrypt适用于VPS等有独立IP的主机上,但是这个免费证书在虚拟主机上使用不是很方便。

现在七牛、阿里云、腾讯云等都提供免费的SSL服务,通过简单的设置就可以配置成功。建议优先使用这些网站提供的免费SSL服务,简单好用。

二、服务器开启HSTS

采用 HSTS 协议的网站将保证浏览器始终连接到网站的HTTPS版本,而不需要用户手动在URL地址栏中输入包含https://的加密地址。我用的是Nginx 服务器,只需要编辑 Nginx 配置文件(如:/usr/local/nginx/conf/nginx.conf)将下面行添加到 HTTPS 配置的 server 块中即可:

add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains; preload";

Apache、Lighttpd等启用HSTS详细的方法见:服务器启用HSTS。

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三、域名加入HSTS preload list计划

上面虽然是启用了HSTS 协议保证了用户访问的始终是Https连接,但是一般地首次访问网站用户都会习惯性地输入非https域名,这就导致了第一次访问网站容易出现http劫持的问题。HSTS preload list计划就是为了解决这个问题的,它是chrome\Firefox\Edge等浏览器内置的列表。

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加入HSTS Preload List的方法:启用HSTS并加入HSTS Preload List让网站Https访问更加安全-附删除HSTS方法。目前wzfou.com已经成功加入到了HSTS preload list,如果你用的是Chrome或者Firefox,第一次访问本站就是默认用Https连接的。

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四、开启HTTP/2和OCSP Stapling

HTTP/2 相比于之前的HTTP/1.1 在性能上的大幅度提升,所以只要你启用了Https,记得一定要开启HTTP/2,检查一下你的配置文件是否有:listen 443 ssl http2;

OCSP Stapling 服务器事先模拟浏览器对证书链进行验证,然后将 OCSP 验证结果缓存到本地。这样,当浏览器访问站点时,在握手阶段,可以直接拿到 OCSP 响应结果和证书链,对访问速度有明显提升。

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Nginx 中开启 OCSP Stapling。(如果 ssl_certificate 指令指定了完整的证书链,则 ssl_trusted_certificate 可省略)

ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
ssl_trusted_certificate /path/to/certs/chained.pem;

Apache 中开启 OCSP Stapling

在 <VirtualHost></VirtualHost> 中添加:

SSLUseStapling on

在 <VirtualHost></VirtualHost> 外添加:

SSLStaplingCache shmcb:/tmp/stapling_cache(128000)

五、使用ECC和RSA双证书

默认的我们都会使用RSA证书,因为RSA证书的兼容性最为广泛。但是ECC 证书拥有体积小、运算速度快、安全性高(256位ECC key就能起到相当于3072位的RSA key的安全性)等特点,可以在一定程度上提供Https性能。

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Let’s Encrypt已经支持生成ECC 证书了,使用 acme.sh 签发SSL证书, 指定 --keylength ec-256 就可以将证书类型改为 ECC:

acme.sh --issue -w /data/wwwroot/wzfou.com -d wzfou.com  -d www.wzfou.com  --keylength ec-256

需要注意的是ECC在Windows XP上不兼容,这个时候我们就会想到用双证书了,即当不支持ECC证书时Nginx自动将RSA证书展示给用户。如果nginx 的版本大于1.11,直接就可以在配置文件中写上ECC和RSA双证书的路径了,wzfou.com演示如下:

#ECC
ssl_certificate /root/.acme.sh/wzfou.com_ecc/fullchain.cer;
ssl_certificate_key /root/.acme.sh/wzfou.com_ecc/wzfou.com.key;
#RSA
ssl_certificate /usr/local/nginx/conf/ssl/wzfou.com.crt;
ssl_certificate_key /usr/local/nginx/conf/ssl/wzfou.com.key;

重启Nginx,当XP等不支持ECC证书的用户访问网站时,显示的是RSA证书。

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而其它的用户则优先使用ECC证书。

如果你发现ECC没有优先显示,检查一下ssl_prefer_server_ciphers是否开启,同时ssl_ciphers有没有配置好,以下是wpbox.cc 当用的配置:

ssl_prefer_server_ciphers on;
ssl_ciphers EECDH+CHACHA20:EECDH+CHACHA20-draft:EECDH+ECDSA+AES128:EECDH+aRSA+AES128:RSA+AES128:EECDH+ECDSA+AES256:EECDH+aRSA+AES256:RSA+AES256:EECDH+ECDSA+3DES:EECDH+aRSA+3DES:RSA+3DES:!MD5;

另外,下面三个任选其一即可(仅供测试):

ssl_ciphers 'EECDH+CHACHA20:EECDH+CHACHA20-draft:EECDH+ECDSA+AES128:EECDH+aRSA+AES128:RSA+AES128:EECDH+ECDSA+AES256:EECDH+aRSA+AES256:RSA+AES256:EECDH+ECDSA+3DES:EECDH+aRSA+3DES:RSA+3DES:!MD5';

ssl_ciphers 'ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES128-SHA:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-RSA-AES256-SHA:ECDHE-ECDSA-DES-CBC3-SHA:ECDHE-RSA-DES-CBC3-SHA:EDH-RSA-DES-CBC3-SHA:AES128-GCM-SHA256:AES256-GCM-SHA384:AES128-SHA256:AES256-SHA256:AES128-SHA:AES256-SHA:DES-CBC3-SHA:!DSS';

ssl_ciphers 'ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-DSS-AES128-GCM-SHA256:kEDH+AESGCM:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA:DHE-DSS-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-DSS-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:AES128-GCM-SHA256:AES256-GCM-SHA384:AES128-SHA256:AES256-SHA256:AES128-SHA:AES256-SHA:AES:CAMELLIA:!aNULL:!eNULL:!EXPORT:!DES:!RC4:!3DES:!MD5:!PSK';

六、 开启DNS CAA

DNS CAA的作用是只允许在记录中列出的 CA 机构颁发针对该域名(或子域名)的证书,以防止有人伪造SSL证书,同时CAA 记录可以控制单域名 SS L证书的发行,也可以控制通配符证书。详细方法见:京东云DNS设置CAA。

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问题:开启DNS CAA导致错误:Verify error:CAA record for *.wzfou.comprevents issuance。解决的办法就是增加 issuewild 记录: 0 issuewild "letsencrypt.org" 。 另外提供两个检测CAA配置是否正确的网站:

  1. https://caatest.co.uk/
  2. https://dnsspy.io/labs/caa-validator

七、定期自动更新SSL证书

想手动更新方法:

# RSA
$ acme.sh --renew -d wzfou.com –d www.wzfou.com --force

# ECC
acme.sh --renew -d wzfou.com –d www.wzfou.com --force --ecc

一般地acme.sh已经自动添加了定时任务了,定期更新Let’s Encrypt证书,如果你发现没有定期更新证书,检查一下你的Cron任务是否正确,也可以试试强制更新:

"/root/.acme.sh"https://wzfou.cdn.bcebos.com/acme.sh --cron --home "/root/.acme.sh" --force

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八、检测SSL证书配置

常用的检测网站有:

  1. https://www.ssllabs.com/ssltest/analyze.html
  2. https://myssl.com/

重点推荐用ssllabs.com,检测的结果还是非常地准确,如下:

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九、综合

综合以上优化策略,Nginx的配置文件具体的优化如下:

server {

listen 443 ssl http2;
#使用HTTP/2,需要Nginx1.9.7以上版本

add_header Strict-Transport-Security "max-age=6307200; includeSubdomains; preload";
#开启HSTS,并设置有效期为“6307200秒”(6个月),包括子域名(根据情况可删掉),预加载到浏览器缓存(根据情况可删掉)

add_header X-Frame-Options DENY;
#禁止被嵌入框架

add_header X-Content-Type-Options nosniff;
#防止在IE9、Chrome和Safari中的MIME类型混淆攻击

ssl_certificate /usr/local/nginx/conf/vhost/sslkey/www.linpx.com.crt;
ssl_certificate_key /usr/local/nginx/conf/vhost/sslkey/www.linpx.com.key;
#SSL证书文件位置

ssl_trusted_certificate /usr/local/nginx/conf/vhost/sslkey/chaine.pem;
#OCSP Stapling的证书位置

ssl_dhparam /usr/local/nginx/conf/vhost/sslkey/dhparam.pem;
#DH-Key交换密钥文件位置

#SSL优化配置

ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
#只允许TLS协议

ssl_ciphers EECDH+CHACHA20:EECDH+CHACHA20-draft:EECDH+AES128:RSA+AES128:EECDH+AES256:RSA+AES256:EECDH+3DES:RSA+3DES:!MD5;
#加密套件,这里用了CloudFlare's Internet facing SSL cipher configuration

ssl_prefer_server_ciphers on;
#由服务器协商最佳的加密算法

ssl_session_cache builtin:1000 shared:SSL:10m;
#Session Cache,将Session缓存到服务器,这可能会占用更多的服务器资源

ssl_session_tickets on;
#开启浏览器的Session Ticket缓存

ssl_session_timeout 10m; 
#SSL session过期时间

ssl_stapling on; 
#OCSP Stapling开启,OCSP是用于在线查询证书吊销情况的服务,使用OCSP Stapling能将证书有效状态的信息缓存到服务器,提高TLS握手速度

ssl_stapling_verify on;
#OCSP Stapling验证开启

resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;
#用于查询OCSP服务器的DNS

resolver_timeout 5s;
#查询域名超时时间

···

}

实际使用过程中发现个别的“优化”还得根据自身的需要来确定,以下是wzfou.com正在用的Nginx配置,仅供参考:

listen 80; 
listen 443 ssl http2;
#ECC
ssl_certificate /root/.acme.sh/wzfou.com_ecc/fullchain.cer;
ssl_certificate_key /root/.acme.sh/wzfou.com_ecc/wzfou.com.key;  
#RSA 
ssl_certificate /usr/local/nginx/conf/ssl/wzfou.com.crt;
ssl_certificate_key /usr/local/nginx/conf/ssl/wzfou.com.key; 
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
ssl_ciphers EECDH+CHACHA20:EECDH+CHACHA20-draft:EECDH+ECDSA+AES128:EECDH+aRSA+AES128:RSA+AES128:EECDH+ECDSA+AES256:EECDH+aRSA+AES256:RSA+AES256:EECDH+ECDSA+3DES:EECDH+aRSA+3DES:RSA+3DES:!MD5;
ssl_prefer_server_ciphers on;
ssl_session_timeout 10m;
ssl_session_cache builtin:1000 shared:SSL:10m;
ssl_buffer_size 1400;
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains; preload";
ssl_stapling on; 
ssl_stapling_verify on;
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