7、客户端 SSL/TLS 处理的性能与安全分析

客户端 SSL/TLS 处理的性能与安全分析

在当今数字化时代，网络安全和应用密码学的结合至关重要。本文以移动设备上的客户端 SSL/TLS 处理为例，深入探讨了不同密码套件的性能以及如何抵御侧信道攻击。

1. 握手协议性能分析

在 SSL/TLS 握手协议中，不同的密码套件表现出不同的性能。我们主要对比了 RSA 和 ECC 两种密码套件在不同安全级别下的表现。
| 安全级别 | RSA 表现 | ECC 表现 | 对比结果 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 低安全级别（1024 - bit RSA，160 - bit ECC） | 性能优于 ECC | 性能相对较差 | RSA 有优势 |
| 高安全级别（如对应 192 和 256 - bit AES） | 性能明显不如 ECC | 性能大幅领先 | ECC 优势显著 |

具体来说，使用 256 - bit ECC 密码套件的握手比具有相当加密强度的 RSA 握手大约快 30%。在更高安全级别下，ECC 密码套件的优势更加明显，例如对应 256 - bit AES 时，基于 ECC 的握手性能比 RSA 高出 7 倍以上。

当使用 ECC 密码套件时，ECDH 密钥交换和 ECDSA 验证等加密操作占握手时间的 53.5% - 95.6%。使用基于 NIST 批准的椭圆曲线的密码套件时，若采用二进制扩展域作为底层代数结构，会使 ECDH 和 ECDSA 的执行时间以及整个握手时间增加 20% - 30%。而采取措施使 Fp 算术和标量乘法的窗口方法抵御 SPA 攻击时，与“直接”实现相比，握手时间仅增加约 10%。