HTTPS和SSL優化使用心得之：減少等待時間與降低Https效能損耗(Apache/Nginx)
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隨著大家上網安全意識的增強，以及各大主要網際網路公司對Https普及工作的推動，HTTPS SSL現在基本上成了建站的標配了。得益於Let’s Encrypt、Digicert、TrustAsia、Symantec等提供的免費SSL證書，現在不管是個人建站還是企業建站，上Https的成本可以忽略不計了。
為了安全，我們要上Https，但是開啟 SSL 會增加記憶體、CPU、網路頻寬的開銷。相對於http，使用TCP 三次握手建立連線，客戶端和伺服器需要交換3個包，https除了 TCP 的三個包，還要加上 ssl握手需要的9個包，一共是12個包。所以，HTTPS優化得不少反而容易出現效能慢的問題。
當然，有人可能為會認為HTTPS與SSL增加的伺服器開銷基本上沒有感覺到，這是因為網站的流量比較少，加上伺服器的效能配置足以支撐起當前的流量。但是對於大型的網站，例如百度、Google以及熱門APP，優化Https效能，減少資源消耗還是非常有用的。
展開索引
一、如何選擇免費SSL證書？
建議選擇Let’s Encrypt。Let’s Encrypt免費SSL證書雖然只有90天，但是可以無限期續期，並且支援手動和自動續期。Let’s Encrypt SSL在各大瀏覽器上都得到認可，是免費SSL證書的首選。（當然，如果你選擇阿里雲的話，證書是免費發放的有效期一年可以無限續期）
Let’s Encrypt適用於VPS等有獨立IP的主機上，否則只能使用一些利用Let’s Encrypt API開發的線上SSL證書申請。當然，有一定的經濟實力的話自然選擇付費的SSL證書更為可行，想要獲取其他免費SSL證書，可以參考文章《免費SSL證書收集整理彙總》。
二、伺服器開啟HSTS
採用 HSTS 協議的網站將保證瀏覽器始終連線到網站的HTTPS版本，而不需要使用者手動在URL位址列中輸入包含https://的加密地址。我用的是Nginx 伺服器，只需要編輯 Nginx 配置檔案（如：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf）將下面行新增到 HTTPS 配置的 server 塊中即可：
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains; preload";
Apache、Lighttpd等啟用HSTS詳細的方法見：《Nginx中的Https安全與相容性配置詳細指南》。
三、域名加入HSTS preload list計劃
上面雖然是啟用了HSTS 協議保證了使用者訪問的始終是Https連線，但是一般地首次訪問網站使用者都會習慣性地輸入非https域名，這就導致了第一次訪問網站容易出現http劫持的問題。HSTS preload list計劃就是為了解決這個問題的，它是chrome\Firefox\Edge等瀏覽器內建的列表。
加入HSTS Preload List的方法：開啟HSTS功能並加入Preload List讓網站Https訪問更加安全(附代刪除HSTS方法)。目前本站已經成功加入到了HSTS preload list，如果你用的是Chrome或者Firefox，第一次訪問本站就是預設用Https連線的。
四、開啟HTTP/2和OCSP Stapling
HTTP/2 相比於之前的HTTP/1.1 在效能上的大幅度提升，所以只要你啟用了Https，記得一定要開啟HTTP/2，檢查一下你的配置檔案是否有：listen 443 ssl http2;
OCSP Stapling 伺服器事先模擬瀏覽器對證書鏈進行驗證，然後將 OCSP 驗證結果快取到本地。這樣，當瀏覽器訪問站點時，在握手階段，可以直接拿到 OCSP 響應結果和證書鏈，對訪問速度有明顯提升。
Nginx 中開啟 OCSP Stapling。（如果 ssl_certificate 指令指定了完整的證書鏈，則 ssl_trusted_certificate 可省略）
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
ssl_trusted_certificate /path/to/certs/chained.pem;Apache 中開啟 OCSP Stapling：
在<VirtualHost></VirtualHost>中新增:
SSLUseStapling on在<VirtualHost></VirtualHost>外新增:
SSLStaplingCache shmcb:/tmp/stapling_cache(128000)五、使用ECC和RSA雙證書
預設的我們都會使用RSA證書，因為RSA證書的相容性最為廣泛。但是ECC 證書擁有體積小、運算速度快、安全性高（256位ECC key就能起到相當於3072位的RSA key的安全性）等特點，可以在一定程度上提供Https效能。
Let’s Encrypt已經支援生成ECC 證書了，使用 acme.sh 簽發SSL證書， 指定--keylength ec-256就可以將證書型別改為 ECC：
acme.sh --issue -w /data/wwwroot/andyx.net -d andyx.net -d www.andyx.net --keylength ec-256
需要注意的是ECC在Windows XP上不相容，這個時候我們就會想到用雙證書了，即當不支援ECC證書時Nginx自動將RSA證書展示給使用者。如果nginx 的版本大於1.11，直接就可以在配置檔案中寫上ECC和RSA雙證書的路徑了，andyx.net演示如下：
#ECC
ssl_certificate /root/.acme.sh/andyx.net_ecc/fullchain.cer;
ssl_certificate_key /root/.acme.sh/andyx.net_ecc/andyx.net.key;
#RSA
ssl_certificate /usr/local/nginx/conf/ssl/andyx.net.crt;
ssl_certificate_key /usr/local/nginx/conf/ssl/andyx.net.key;
重啟Nginx，當XP等不支援ECC證書的使用者訪問網站時，顯示的是RSA證書。
而其它的使用者則優先使用ECC證書。
如果你發現ECC沒有優先顯示，檢查一下ssl_prefer_server_ciphers是否開啟，同時ssl_ciphers有沒有配置好，以下是andyx.net當用的配置：
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，下面三個任選其一即可（僅供測試）：
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、 開啟DNS CAA
DNS CAA的作用是隻允許在記錄中列出的 CA 機構頒發針對該域名(或子域名)的證書，以防止有人偽造SSL證書，同時CAA 記錄可以控制單域名 SS L證書的發行，也可以控制萬用字元證書。
問題：開啟DNS CAA導致錯誤：Verify error:CAA record for *.andyx.netprevents issuance。解決的辦法就是增加issuewild記錄：0 issuewild "letsencrypt.org"。 另外提供兩個檢測CAA配置是否正確的網站：
- https://caatest.co.uk/
- https://dnsspy.io/labs/caa-validator
七、定期自動更新SSL證書
想手動更新方法：
# RSA
$ acme.sh --renew -d andyx.net –d www.andyx.net --force
# ECC
acme.sh --renew -d andyx.net –d www.andyx.net --force --ecc一般地acme.sh已經自動添加了定時任務了，定期更新Let’s Encrypt證書，如果你發現沒有定期更新證書，檢查一下你的Cron任務是否正確，也可以試試強制更新：
"/root/.acme.sh"/acme.sh --cron --home "/root/.acme.sh" --force八、檢測SSL證書配置
常用的檢測網站有：
- https://www.ssllabs.com/ssltest/analyze.html
- https://myssl.com/
重點推薦用ssllabs.com，檢測的結果還是非常地準確，如下：
九、綜合
綜合以上優化策略，Nginx的配置檔案具體的優化如下：
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";
#開啟HSTS，並設定有效期為“6307200秒”（6個月），包括子域名(根據情況可刪掉)，預載入到瀏覽器快取(根據情況可刪掉)
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型別混淆攻擊
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證書檔案位置
ssl_trusted_certificate /usr/local/nginx/conf/vhost/sslkey/chaine.pem;
#OCSP Stapling的證書位置
ssl_dhparam /usr/local/nginx/conf/vhost/sslkey/dhparam.pem;
#DH-Key交換金鑰檔案位置
#SSL優化配置
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
#只允許TLS協議
ssl_ciphers EECDH+CHACHA20:EECDH+CHACHA20-draft:EECDH+AES128:RSA+AES128:EECDH+AES256:RSA+AES256:EECDH+3DES:RSA+3DES:!MD5;
#加密套件,這裡用了CloudFlare's Internet facing SSL cipher configuration
ssl_prefer_server_ciphers on;
#由伺服器協商最佳的加密演算法
ssl_session_cache builtin:1000 shared:SSL:10m;
#Session Cache，將Session快取到伺服器，這可能會佔用更多的伺服器資源
ssl_session_tickets on;
#開啟瀏覽器的Session Ticket快取
ssl_session_timeout 10m;
#SSL session過期時間
ssl_stapling on;
#OCSP Stapling開啟,OCSP是用於線上查詢證書吊銷情況的服務，使用OCSP Stapling能將證書有效狀態的資訊快取到伺服器，提高TLS握手速度
ssl_stapling_verify on;
#OCSP Stapling驗證開啟
resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;
#用於查詢OCSP伺服器的DNS
resolver_timeout 5s;
#查詢域名超時時間
···
}實際使用過程中發現個別的“優化”還得根據自身的需要來確定，以下是andyx.net正在用的Nginx配置，僅供參考：
listen 80;
listen 443 ssl http2;
#ECC
ssl_certificate /root/.acme.sh/andyx.net_ecc/fullchain.cer;
ssl_certificate_key /root/.acme.sh/andyx.net_ecc/andyx.net.key;
#RSA
ssl_certificate /usr/local/nginx/conf/ssl/andyx.net.crt;
ssl_certificate_key /usr/local/nginx/conf/ssl/andyx.net.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;
PS：這裡有一個線上生成SSL配置的網站，出自Mozilla，參考性非常高：
https://mozilla.github.io/server-side-tls/ssl-config-generator/