对加密方式（公钥私钥）的形象理解（以http和https为例）

https其实就是建构在SSL/TLS之上的 http协议，所以要比较https比http多用多少服务器资源，主要看SSL/TLS本身消耗多少服务器资源。

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，所以一共是12个包。http 建立连接，按照下面链接中针对Computer Science House的测试，是114毫秒；https建立连接，耗费436毫秒。ssl 部分花费322毫秒，包括网络延时和ssl 本身加解密的开销（服务器根据客户端的信息确定是否需要生成新的主密钥；服务器回复该主密钥，并返回给客户端一个用主密钥认证的信息；服务器向客户端请求数字签名和公开密钥）。
SSL handshake latency and HTTPS optimizations. :: semicomplete.com
当SSL 连接建立后，之后的加密方式就变成了3DES等对于 CPU 负荷较轻的对称加密方式。相对前面 SSL 建立连接时的非对称加密方式，对称加密方式对 CPU 的负荷基本可以忽略不记，所以问题就来了，如果频繁的重建 ssl 的session，对于服务器性能的影响将会是致命的，尽管打开https 保活可以缓解单个连接的性能问题，但是对于并发访问用户数极多的大型网站，基于负荷分担的独立的SSL termination proxy就显得必不可少了，Web 服务放在SSL termination proxy之后。SSL termination proxy既可以是基于硬件的，譬如F5；也可以是基于软件的，譬如维基百科用到的就是 Nginx。

那采用 https 后，到底会多用多少服务器资源，2010年1月 Gmail切换到完全使用 https， 前端处理 SSL 机器的CPU 负荷增加不超过1%，每个连接的内存消耗少于20KB，网络流量增加少于2%。由于 Gmail 应该是使用N台服务器分布式处理，所以CPU 负荷的数据并不具有太多的参考意义，每个连接内存消耗和网络流量数据有参考意义。这篇文章中还列出了单核每秒大概处理1500次握手（针对1024-bit 的 RSA），这个数据很有参考意义，具体信息来源的英文网址：ImperialViolet。

Heartbleed这个被称作史上最大的网络安全漏洞，想必很多人都有所耳闻，Heartbleed之所以能够出现，其实和我们这个问题关系还不小，前面我们谈到了频繁重建 SSL/TLS的session对于服务器影响是致命的，所以聪明的RFC 在2012年提出了 RFC6520 TLS 的心跳扩展。这个协议本身是简单和完美的，通过在客户端和服务器之间来回发送心跳的请求和应答，保活 TLS session，减少重建 TLS的session的性能开销。令人遗憾的是，openssl 在实现这个心跳扩展时，犯了一个低级的错误，没有对收到的心跳请求进行长度检查，直接根据心跳请求长度拷贝数据区，导致简单的心跳应答中可能包含了服务器端的核心数据区内容，用户名，密码，信用卡信息，甚至服务器的私有密钥都有可能泄露。心因为心跳保活的这个 BUG 在滴血，这个名字起的极度形象。

下面开始讲一个无聊的故事，和问题关系不大，时间紧张的看官可以到此为止了。

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从前山上有座庙，庙里有个和尚......，别胡闹了，老和尚来了。

小和尚问老和尚：ssl为什么会让http安全？

老和尚答道：譬如你我都有一个同样的密码，我发信给你时用这个密码加密，你收到我发的信，用这个密码解密，就能知道我信的内容，其他的闲杂人等，就算偷偷拿到了信，由于不知道这个密码，也只能望信兴叹，这个密码就叫做对称密码。ssl使用对称密码对http内容进行加解密，所以让http安全了，常用的加解密算法主要有3DES和AES等。

小和尚摸摸脑袋问老和尚：师傅，如果我们两人选择“和尚”作为密码，再创造一个和尚算法，我们俩之间的通信不就高枕无忧了？

老和尚当头给了小和尚一戒尺：那我要给山下的小花写情书，还得用“和尚”这个密码不成？想了想又给了小和尚一戒尺：虽然我们是和尚，不是码农，也不能自己造轮子，当初一堆牛人码农造出了Wifi的安全算法WEP，后来发现是一绣花枕头，在安全界传为笑谈；况且小花只知道3DES和AES，哪知道和尚算法？

小和尚问到：那师傅何解？

老和尚：我和小花只要知道每封信的密码，就可以读到对方加密的信件，关键是我们互相之间怎么知道这个对称密码。你说，我要是将密码写封信给她，信被别人偷了，那大家不都知道我们的密码了，也就能够读懂我们情书了。不过还是有解的，这里我用到了江湖中秘传的非对称密码。我现在手头有两个密码，一个叫“公钥”，一个叫“私钥”，公钥发布到了江湖上，好多人都知道，私钥嘛，江湖上只有我一个人知道；这两个密钥有数学相关性，就是说用公钥加密的信件，可以用私钥解开，但是用公钥却解不开。公钥小花是知道的，她每次给我写信，都要我的公钥加密她的对称密码，单独写一张密码纸，然后用她的对称密码加密她的信件，这样我用我的私钥可以解出这个对称密码，再用这个对称密码来解密她的信件。

老和尚顿了顿：可惜她用的对称密码老是“和尚为什么写情书”这一类，所以我每次解开密码纸时总是怅然若失，其实我钟意的对称密码是诸如“风花”“雪月”什么的，最头痛的是，我还不得不用“和尚为什么写情书”这个密码来加密我给小花回的情书，人世间最痛苦的事莫过于如此。可我哪里知道，其实有人比我更痛苦。山下的张屠夫，暗恋小花很多年，看着我们鸿雁传书，心中很不是滋味，主动毛遂自荐代替香客给我们送信。在他第一次给小花送信时，就给了小花他自己的公钥，谎称是我公钥刚刚更新了，小花信以为真，之后的信件对称密码都用张屠夫的这个公钥加密了，张屠夫拿到回信后，用他自己的私钥解开了小花的对称密码，然后用这个对称密码，不仅能够看到了小花信件的所有内容，还能使用这个密码伪造小花给我写信，同时还能用他的私钥加密给小花的信件。渐渐我发现信件变味了，尽管心生疑惑，但是没有确切的证据，一次我写信问小花第一次使用的对称密码，回信中“和尚为什么写情书”赫然在列，于是我的疑惑稍稍减轻。直到有一次去拜会嵩山少林寺老方丈才顿悟，原来由于我的公钥没有火印，任何人都可以伪造一份公钥宣称是我的，这样这个人即能读到别人写给我的信，也能伪造别人给我写信，同样也能读到我的回信，也能伪造我给别人的回信，这种邪门武功江湖上称之“Man-in-the-middle attack”。唯一的破解就是使用嵩山少林寺的火印，这个火印可有讲究了，需要将我的公钥及个人在江湖地位提交给18罗汉委员会，他们会根据我的这些信息使用委员会私钥进行数字签名，签名的信息凸现在火印上，有火印的公钥真实性在江湖上无人质疑，要知道18罗汉可是无人敢得罪的。

小和尚问：那然后呢？

老和尚：从嵩山少林寺回山上寺庙时，我将有火印的公钥亲自给小花送去，可是之后再也没有收到小花的来信。过了一年才知道，其实小花还是给我写过信的，当时信确实是用有火印的公钥加密，张屠夫拿到信后，由于不知道我的私钥，解不开小花的密码信，所以一怒之下将信件全部烧毁了。也由于张屠夫无法知道小花的对称密码而无法回信，小花发出几封信后石沉大海，也心生疑惑，到处打听我的近况。这下张屠夫急了，他使用我发布的公钥，仿照小花的语气，给我发来一封信。拿到信时我就觉得奇怪，信纸上怎么有一股猪油的味道，结尾竟然还关切的询问我的私钥。情知有诈，我思量无论如何要找到办法让我知道来的信是否真是小花所写。后来竟然让我想到了办法....

老和尚摸着光头说：这头发可不是白掉的，我托香客给小花带话，我一切安好，希望她也拥有属于自己的一段幸福，不对，是一对非对称密钥。小花委托小镇美女协会给小花公钥打上火印后，托香客给我送来，这样小花在每次给我写信时，都会在密码纸上贴上一朵小牡丹，牡丹上写上用她自己的私钥加密过的给我的留言，这样我收到自称是小花的信后，我会先抽出密码纸，取下小牡丹，使用小花的公钥解密这段留言，如果解不出来，我会直接将整封信连同密码纸一起扔掉，因为这封信一定不是小花写的，如果能够解出来，这封信才能确信来之于小花，我才仔细的解码阅读。

小和尚：难怪听说张屠夫是被活活气死的。您这情书整的，我头都大了，我长大后，有想法直接扯着嗓子对山下喊，也省的这么些麻烦。不过我倒是明白了楼上的话，ssl 握手阶段，就是要解决什么看火印，读牡丹，解密码纸，确实够麻烦的，所以性能瓶颈在这里，一旦双方都知道了对称密码，之后就是行云流水的解码读信阶段了，相对轻松很多。

参考：http://www.zhihu.com/question/21518760