面试题：安全认证之HTTPS加密机制及与HTTP性能对比

Question

深入分析HTTPS的加密机制，包括对称加密和非对称加密如何协同工作。同时，从性能角度出发，对比HTTPS和HTTP在连接建立、数据传输等方面的优缺点，以及在实际应用中如何优化HTTPS的性能。

Answer 1

HTTPS加密机制

1. 对称加密：
   • 原理：对称加密使用相同的密钥进行加密和解密。发送方用密钥对数据进行加密，接收方使用同样的密钥解密数据。常见的对称加密算法有AES（高级加密标准）等。
   • 优点：加密和解密速度快，适合大量数据的加密传输。
   • 缺点：密钥管理困难，因为通信双方需要共享相同的密钥，如果密钥泄露，数据就会被破解。
2. 非对称加密：
   • 原理：非对称加密使用一对密钥，即公钥和私钥。公钥可以公开，任何人都可以用公钥加密数据，但只有拥有私钥的人才能解密。常见的非对称加密算法有RSA等。
   • 优点：密钥管理相对简单，公钥可以公开分发，不用担心密钥传输过程中的泄露问题。
   • 缺点：加密和解密速度慢，不适合大量数据的加密。
3. 协同工作：
   • 握手阶段：客户端向服务器发送请求，服务器将自己的公钥发送给客户端。客户端生成一个随机的对称密钥（会话密钥），用服务器的公钥对其加密，然后发送给服务器。服务器用自己的私钥解密得到对称密钥。
   • 数据传输阶段：双方使用这个对称密钥对传输的数据进行加密和解密。这样既利用了非对称加密在密钥交换上的安全性，又利用了对称加密在数据加密传输上的高效性。

HTTP与HTTPS性能对比

1. 连接建立：
   • HTTP：建立连接简单，只需一次TCP握手，开销小，连接建立速度快。
   • HTTPS：除了TCP握手外，还需要进行SSL/TLS握手，涉及非对称加密运算，开销大，连接建立时间长。
2. 数据传输：
   • HTTP：数据以明文传输，传输效率高，但安全性差。
   • HTTPS：数据经过加密，增加了数据量，传输效率相对较低，但安全性高。

HTTPS性能优化

1. 优化SSL/TLS握手：
   • 会话复用：服务器和客户端可以复用之前的SSL/TLS会话，减少握手次数。
   • 采用TLS 1.3：相比之前版本，TLS 1.3减少了握手消息数量，提高了握手效率。
2. 优化加密算法：选择性能较好的加密算法，如在对称加密中优先选择AES - GCM等效率高的模式。
3. 内容分发网络（CDN）：使用CDN缓存和分发静态资源，减少服务器负载，提高数据传输速度。
4. 优化服务器配置：合理配置服务器的SSL/TLS参数，如调整缓存大小、优化线程模型等，提高服务器处理HTTPS请求的能力。