在Nginx中同时启用kTLS和X25519MLKEM768支持的技术实践

在Nginx中同时启用kTLS和X25519MLKEM768支持的技术实践

【免费下载链接】nginx An official read-only mirror of http://hg.nginx.org/nginx/ which is updated hourly. Pull requests on GitHub cannot be accepted and will be automatically closed. The proper way to submit changes to nginx is via the nginx development mailing list, see http://nginx.org/en/docs/contributing_changes.html 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ng/nginx

kTLS（内核TLS）是Linux内核提供的一种高性能TLS实现方案，能够显著降低TLS处理的CPU开销。而X25519MLKEM768则是结合了传统椭圆曲线X25519和后量子加密算法ML-KEM-768的混合密钥交换机制。本文将详细介绍如何在Nginx中同时配置这两种技术。

技术背景

kTLS通过将TLS记录层的加密解密操作卸载到内核空间执行，减少了用户空间和内核空间之间的数据拷贝，特别适合高吞吐量的TLS应用场景。传统的Nginx实现kTLS需要静态链接OpenSSL库。

X25519MLKEM768是OpenSSL 3.3版本引入的混合密钥交换算法，它结合了经典的X25519椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换和后量子安全的ML-KEM-768算法，为TLS连接提供了双重安全保障。

编译准备

首先需要获取支持X25519MLKEM768的OpenSSL源代码：

git clone --depth 1 https://github.com/openssl/openssl.git

然后编译Nginx时指定自定义的OpenSSL路径并启用kTLS支持：

./configure \
--with-openssl=/path/to/openssl \
--with-openssl-opt=enable-ktls

配置Nginx

在Nginx配置文件中，需要明确指定使用X25519MLKEM768作为优先的密钥交换算法：

ssl_ecdh_curve X25519MLKEM768;

这种配置方式确保了即使客户端同时支持X25519和X25519MLKEM768，服务器也会优先选择更安全的混合算法。

验证配置

为了验证配置是否生效，可以在Nginx的日志格式中添加密钥交换算法信息：

log_format tls_debug '$ssl_curves->$ssl_curve';

在日志中查找0x11ec标识符，这表示成功使用了X25519MLKEM768算法。典型的成功日志条目如下：

X25519:prime256v1:secp384r1:secp521r1:0x11ec:0x6399:0xfe32->0x11ec

性能考量

虽然X25519MLKEM768提供了更强的安全性，但也带来了额外的计算开销。在实际部署中需要考虑：

1. 客户端兼容性：确保客户端支持该混合算法
2. 性能测试：评估在特定硬件上的性能表现
3. 回退机制：为不支持新算法的客户端准备备用方案

总结

通过本文介绍的方法，可以在Nginx中同时启用kTLS的高性能特性和X25519MLKEM768的后量子安全特性。这种配置既保证了TLS连接的性能，又为未来的量子计算威胁做好了准备，是面向未来的安全部署方案。

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