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https**的普及使大家更加關注https效能優化，一般做https優化可能只是針對pc端，在移動端的效果並不理想。去年google就已經在移動端做了https的效能加速，為android平台的chrome瀏覽器增加了乙個新的tls加密套件：chacha20-poly1305，這是專門為移動裝置推出的加密套件。接下來我們深入**如何使用chacha20-poly1305加密套件實現https移動端加速和省電。
下圖是在iphone chrome上開啟google日本**後的加密資訊截圖。
野狗wilddog已經全站支援在移動裝置上更高效能、更省電的加密套件chacha20-poly1305。下面是在chrome上開啟野狗官網的加密資訊截圖。
為了能夠更好的了解chacha20-poly1305，先簡單介紹對稱加密和aes-ni。
在https握手過程，通過非對稱加密協商出對稱加密金鑰，然後使用對稱加密對雙方通訊的資料內容進行加密。非對稱加密是伺服器效能的開銷是巨大的，通過session resume等方法可以進行加速。常見的非對稱加密演算法有rsa、ecdhe等。
在協商出對稱加密金鑰後，https中所有資料內容通訊的加密都使用對稱加密進行。對稱加密分為流式加密和分組加密。
rc4由於存在嚴重安全漏洞，已經基本不再使用；aes-cbc容易遭受beast和lucky13攻擊，使用也逐漸減少，aes-gcm是它們的安全替代，aes-gcm也是目前最為流行的對稱加密演算法。
aes-gcm解決了對稱加密存在的安全問題，但帶來了效能問題。為此，出現了aes-ni（advanced encryption standard new instruction）。aes-ni是intel和amd微處理器上x86架構的乙個擴充套件，可以從硬體上加速aes的效能，目前在伺服器和pc端，cpu對aes-ni的支援率已經非常普及。
測試結果：伺服器開啟aes-ni後，效能提高了5-8倍左右，這與intel官方公布的資料基本是一致的。
測試方法：
可以使用openssl測試也可以使用其他ssl庫測試，因為所有ssl庫都支援aes-128-gcm。
關於aes-ni的指令集，推薦檢視shay gueron編寫的《intel 高階加密標準 (aes) 指令集 (2010)》。
google推出新的加密套件並在所有移動端的chrome瀏覽器上優先使用原因：
chacha20-poly1305避開了現有發現的所有安全漏洞和攻擊；
chacha20-poly1305針對移動端裝置大量使用的arm晶元做了優化，能夠充分利用arm向量指令，在移動裝置上加解密速度更快、更省電；
更加節省頻寬，poly1305的輸出是16位元組，而hmac-sha1是20位元組，可以節省16%的overhead消耗。
通過實際的測試資料來看看chacha20-poly1305在移動端使用的優勢。
測試一：
在支援aes-ni擴充套件的裝置上，aes加密的效能優勢是明顯的。 目前最為常用的對稱加密aes-128-gcm的效能是chacha20-poly1305的近5倍。
測試方法：
進入到編譯後的libressl目錄，通過下面的命令測試。
測試二：
在不支援aes-ni擴充套件的移動裝置上，chacha20-poly1305的效能是aes-gcm的三倍左右。
對稱加密最合理的使用方法是：在支援aes-ni的裝置上，優先使用aes-128-gcm加密套件；在不支援aes-ni的移動裝置上，特別是arm架構的裝置上，優先使用chacha20-poly1305加密套件。
openssl官方版本目前不支援chacha20-poly1305，所以不能使用原生的openssl版本。關注openssl官方的動態（ ）。
在nginx上實現chacha20-poly1305主流的方法有三種：
使用openbsd從openssl fork的分支libressl；
使用google從openssl fork的分支boringssl；
使用cloudflare提供的openssl patch。
編譯安裝方法最為簡單；
openbsd小組對openssl的**進行了全面清理並重構，更為輕量；
已經發布穩定版本，相比於openssl團隊，問題修復更及時。
支援等價加密演算法組功能（equal preference cipher groups），這功能我認為很有意思，在後面部落格中再介紹；
與nginx編譯友好性不足，編譯容易出錯，至少需要修改兩處原始碼；
不支援ocsp stapling功能。這一點是比較有意思的，google工程師在部落格上說ocsp stapling存在缺陷，目前不支援，但不排除後面支援的可能性。聯想到chrome瀏覽器預設也不使用ocsp，可見google對ocsp的情感是複雜的。
編譯安裝過程較為複雜；
openssl本身較重，存在的安全問題也多，需要頻繁公升級版本；
穩定性需要進一步驗證。
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