End Of Live OpenSSL 1.1 vs Slow OpenSSL 3.0

海利鸟發表於2024-05-26

End Of Live OpenSSL 1.1 vs Slow OpenSSL 3.0

【英文原文】
你可能已經注意到,OpenSSL 1.1.1 系列將於下週一(2024 年 5 月 27 日)達到壽命終止(EOL)……
最明智的選擇是儘快切換到 3.0 或 3.1 版本。

當然,我們的 mORMot 2 OpenSSL 單元在 1.1 和 3.x 分支上執行,並在執行時自適應每個分支之間存在的各種 API 不相容性。
但我們也發現,切換到 OpenSSL 3.0 可能會導致效能大幅下降……那麼你需要使用哪個版本呢?
OpenSSL 1.1 將壽命終止

眾所周知,廣泛使用的 OpenSSL 1.1.1 系列將於 2023 年 9 月 11 日(下週一)達到壽命終止(EOL)。:(
OpenSSL 1.1.1 的使用者應該考慮他們的選擇,並計劃他們可能需要採取的任何行動。

請注意,Indy 使用者仍然停留在 OpenSSL 1.0 分支,甚至 1.1 還沒有正式支援。一些替代的 IO 處理程式能夠在一定程度上使用最新版本。
Indy 使用者應該轉而使用支援更好的庫,比如我們的小 mORMot。

還要注意的是,1.1 和 3.x 之間存在一些 API 不相容性。函式被重新命名,甚至被刪除;出現了新的上下文建構函式;一些引數型別甚至發生了變化!
我們的單元試圖在執行時解決所有這些問題,並針對 OpenSSL 庫的多個版本進行了測試,以確保您不必擔心這些低階問題。

OpenSSL 3.x 的好處

隨著 OpenSSL 3.0 的釋出,開發人員對庫的內部進行了大規模的重構。
公平地說,OpenSSL 的 1.x 原始碼有點混亂,難以維護。最大的 IT 公司甚至建立了自己的分支或切換到其他庫。最著名的是 BoringSSL,由 Google 維護,並在 Chrome 和 Android 等中使用。
因此,進行重構是時候了,特別是對於像 OpenSSL 這樣對許多專案至關重要的庫。

在新的 3.x 分支中,許多低階 API 函式已被棄用。
實際上,您不再直接訪問庫的內部結構,現在應該始終使用高階 API 來訪問上下文屬性或執行處理方法。例如,低階的 AES_encrypt 函式不再可用:從現在開始,您需要使用高階的 EVP_Encrypt* API。
官方的遷移指南頁面顯然非常龐大,如果您想為未來幾年使用 OpenSSL 做好準備,值得一讀。

OpenSSL 3.0 效能迴歸

3.0 分支的新程式碼可能看起來更漂亮,更易於維護,但它也有缺點。新的並不總是更好的。
這個新版本的大多數使用者在從 1.x 切換到 3.0 時觀察到了巨大的效能迴歸。它影響了許多專案,來自各種語言,甚至是在效能方面本來就不突出的指令碼語言。據報導,時間迴歸從 3 倍到 10 倍不等。在我們這邊,X509 證書操作確實比以前慢得多——最糟糕的是關於 X509 儲存。

一些減速是預期的並記錄在案(例如 RSA 金鑰生成,現在使用 64 輪)。但迴歸要嚴重得多。
罪魁禍首似乎不是核心加密程式碼,如 AES 緩衝區編碼(asm 聲稱在 3.x 分支上進一步最佳化),而是 OpenSSL 上下文結構本身。它們是為了未來的可維護性而重寫的,但沒有關注它們的實際效能。

OpenSSL 3.1 的數字

3.1 分支聲稱已經解決了這些問題中的大部分。

可以肯定的是,我們使用多個版本的 OpenSSL 執行 mORMot 加密迴歸測試。實際上,OpenSSL 3.1 比 OpenSSL 3.0 快得多,但仍落後於 OpenSSL 1.1。

以下是在 Win32 上執行整個 TTestCoreCrypto 方法時觀察到的數字:

OpenSSL 1.1 = 15 秒
OpenSSL 3.0 = 33 秒
OpenSSL 3.1 = 18 秒

有幾個方面需要強調:

這些測試還執行了 mORMot 引擎加密,因此您不僅僅是在測試 OpenSSL:在上述數字中,“純 mORMot”測試大約需要 4.5 秒;

任何嚴肅的專案都應該考慮在 Win64 上編譯,並在 x86_64 Linux 上執行伺服器 - 在這個平臺上,迴歸確實存在,但只是稍微好一點;

與 TTestCoreCrypto.Catalog(即證書處理)相比,TTestCoreCrypto.Benchmark(即原始緩衝區加密)受到的減速影響較小;

我們的測試是單執行緒的,並且在重度執行緒化的程序中報告了更嚴重的減速(高達 x10)。

在 mORMot OpenSSL 包裝器中,我們嘗試儘可能多地快取上下文。例如,我們不會為每個呼叫按名稱查詢 OpenSSL 演算法,而是在執行時快取它以避免任何減速。

但對於 OpenSSL 3.0 來說,這似乎還不夠,這可能會影響您的應用程式效能。

支援還是不支援

因此,OpenSSL 3.1 似乎是前進的方向。

在 Linux(或其他 POSIX 系統)上,您可能會使用系統附帶的庫。

因此,您不必擔心使用哪個版本。而且,可悲的是,您的發行版很可能提供 OpenSSL 3.0 而不是 OpenSSL 3.1。

在 Windows(或 Mac)上,您可以(應該?)使用您“自己的”dll/so 檔案,因此您必須考慮庫的支援級別。

OpenSSL 3.0 是一個長期支援(LTS)版本,將維護到 2026 年 9 月 7 日。

OpenSSL 3.1 將僅支援到 2025 年 3 月 14 日。

這些支援結束日期可能看起來違反直覺,但這是開源專案中的常見方式,最著名的可能是 Ubuntu LTS 版本。

有關 OpenSSL 支援生命週期的更多資訊,請檢視官方 OpenSSL 下載頁面。

因此,對於大多數專案,特別是在 Windows 上,您可能會發布帶有自己可執行檔案的 OpenSSL dll,切換到 OpenSSL 3.1 可能是前進的方向。

如果您需要為您的產品收集一些安全認證,您可以考慮使用 OpenSSL 3.0 LTS 版本,這可能有助於您的認證在更長時間內保持有效。

一如既往,歡迎在我們的論壇上提供任何反饋!

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