優化網站的 TLS 性能：在 Node.js 的 HTTP Server 中通過 OCSP Stapling 解決證書驗證問題

总感觉有更好的办法，就作为抛砖引玉发出来吧。欢迎多多吐槽。

需求#

在國內網路環境下，網站的 TLS 安全證書可能因為 DNS 問題而導致 Online Certificate Status Protocol（OCSP）伺服器無法正常訪問。OCSP 負責實時驗證網路中 SSL/TLS 證書的吊銷狀態。

例如，當我們嘗試通過 curl 命令行工具訪問一個使用 schannel（Windows 原生的 TLS 庫）的網站時，由於證書狀態不能被在線驗證，就可能遭遇類似下面這樣的錯誤:

我此處用的是 digicert 的證書，ocsp 伺服器是 ocsp.digicert.com。在該伺服器被牆或者無法訪問的情況下，導致證書狀態驗證失敗。若是用過 let‘s encrypt 證書的同學，應該更加深受其害吧～～

$ curl -v https://hub.x-cmd.com
*   Trying 47.113.155.92:443...
* Connected to hub.x-cmd.com (47.113.155.92) port 443 (#0)
* schannel: disabled automatic use of client certificate
* ALPN: offers http/1.1
* schannel: next InitializeSecurityContext failed: Unknown error (0x80092013) - 由於吊銷伺服器已脫機，吊銷功能無法檢查吊銷。
* Closing connection 0
* schannel: shutting down SSL/TLS connection with hub.x-cmd.com port 443
curl: (35) schannel: next InitializeSecurityContext failed: Unknown error (0x80092013) - 由於吊銷伺服器已脫機，吊銷功能 無法檢查吊銷。

ps. schannel 版本的 curl 會默認啟動「證書狀態驗證」，而 openssl 版本的 curl 則不會。所以用 openssl 版本的 curl 即使驗證不通過，也是能正常獲取結果的。

解決方案概覽：引入 OCSP Stapling#

OCSP Stapling 是一種優化的在線證書檢查方法，它通過讓網站伺服器代替客戶端提前獲取並「附帶」（staple）OCSP 認證結果，避免了每個客戶端分別查詢 OCSP 伺服器的需要。這不僅減少了握手過程中的延遲，還降低了 OCSP 伺服器的負載。

OCSP Stapling 工作機制#

在傳統模式下，客戶端需要在 TLS 握手過程中與 CA 的 OCSP 伺服器進行額外的回合通訊來確認服務端證書的有效性。OCSP Stapling 通過以下方式簡化了這一過程：

在 TLS 握手請求時，客戶端請求服務端提供證書狀態。
服務端定期從 CA 的 OCSP 伺服器獲取簽名的證書狀態響應並緩存。
當有新的 TLS 握手請求時，服務端將緩存的 OCSP 響應「附帶」在證書後一起發給客戶端。

這種機制避免了 客戶端直接請求 OCSP 伺服器，從而減少了 TLS 握手的延遲。同時，它也減少了 OCSP 伺服器的負載，因為它不再需要為每個客戶端請求提供響應。（也不用怕 ocsp 伺服器被牆了）

下面是這個過程的簡化示意圖：

Mermaid Loading...

下面這個是阿里雲的，可能更好的圖:

使用 ocsp 庫開啟 OCSP Stapling#

我們可以使用 ocsp 庫來在 Node.js 伺服器上實現 OCSP Stapling。由於該庫已不再維護，TypeScript 用戶可能需要參考這個 pr 中的修復。安裝完成後，您可以按以下方式配置伺服器：

在原有的 node server 的基礎上，添加 server 的 OCSPRequest 事件，然後在事件中返回 OSCP 資訊即可。

import ocsp from "ocsp"

// Create cache for OCSP (it'll be used to respond to OCSP stapling requests)
const cache = new ocsp.Cache()

server.on('OCSPRequest', (cert, issuer, cb) => {
    ocsp.getOCSPURI(cert, function (err, uri) {
        if (err) return cb(err, Buffer.alloc(0))
        if (uri === null || uri === undefined) return cb(null, Buffer.alloc(0))

        const req = ocsp.request.generate(cert, issuer)
        cache.probe(req.id.toString(), function (err, cached) {
            if (err) return cb(err, Buffer.alloc(0))
            if (cached !== false) return cb(null, cached.response)

            const options = {
                url: uri,
                ocsp: Buffer.from(req.data)
            }

            cache.request(req.id, options, cb)
        })
    })
})

可能存在的問題#

伺服器緩存的 OCSP 資訊可能會過期，需要定期更新。此處的 ocsp 庫已經幫我們做了這個事情。
伺服器與 CA 的 OCSP 伺服器之間的網路可能會出現問題，導致無法獲取到 OCSP 資訊。此時應當退化為客戶端請求 OCSP 伺服器的方式。伺服器方不應當因為無法獲取到 OCSP 資訊而拒絕客戶端的請求。

參考資料#

提升 TLS 性能 30%？談談在 Node.JS 上的 OSCP Stapling 實踐 - 寫得很好的一篇文章，思想是沒有過時的，但是 ocsp 這個庫已經不維護了。
How to enable ocsp? - 我一直在想，是因為外國人的網路環境比較好，所以他們不會遇到這個問題嗎？資料是真的少，又沒有這個相關的庫。