脸书开源其每秒处理数百万次TLS交握的高效函式库Fizz,,通过开源Fizz，脸

原标题：脸书开源其每秒处理数百万次TLS交握的高效函式库Fizz

脸书对外开源其新一代传输层安全性TLS△1.3协议函式库Fizz，脸书提到，现在他们有一半以上的网际网络流量皆以TLS△1.3保护，每秒处理数百万次TLS交握，而新协议的功能0-RTT不仅降低了延迟，也替脸书每天减少数兆的服...

脸书对外开源其新一代传输层安全性TLS△1.3协议函式库Fizz，脸书提到，现在他们有一半以上的网际网络流量皆以TLS△1.3保护，每秒处理数百万次TLS交握，而新协议的功能0-RTT不仅降低了延迟，也替脸书每天减少数兆的服务请求CPU使用率。通过开源Fizz，脸书要让TLS△1.3更加普及。

TLS△1.3在今年3月底时已经拍板定案，重要的功能包括加密交握讯息，以确保凭证私密性，还重新设计了密钥导出方法，并且加入降低延迟的0-RTT（Zero△Round△Trip△Time△Resumption）技术。TLS△1.3不只提供最新的安全加密技术，还能减少延迟和运算资源使用率，因此对于拥有超过十亿用户的脸书来说，部署TLS△1.3成为一件重要的事，脸书为此开发了自家的TLS函式库Fizz。

Fizz以C++ 14撰写而成，是一个主打高效能且多功能的TLS函式库，现在脸书在全球的行动应用程序、HTTP函式库与伺服器Proxygen、企业内部服务甚至是QUIC和mvfst，全都部署了Fizz和TLS△1.3，大规模采用的情况下，脸书有超过50％的流量都以TLS△1.3保护，并且脸书还使用了TLS△1.3的最新功能0-RTT，来减少服务延迟。

效能一直是加密的权衡要点之一，网际网络工程任务小组（Internet△Engineering△Task△Force，IETF）在订定TLS△1.3协议时，也把效能考虑进去。脸书与IETF长期密切合作，在增加TLS安全性的同时，也没有忽略效能的重要性，过去他们使用了自定义的零协议（Zero△Protocol），率先实验建立0-RTT安全连接。使用0-RTT资料可以减少部署TLS的带来的请求延迟，以及延迟成本开支，脸书现在以TLS△1.3取代了自行开发的零协议。

脸书分析到，与TLS△1.2相比，TLS△1.3早期资料（Early△Data）在建立安全连线时，延迟明显减少，这能大幅提升使用者经验，尤其在应用程序冷启动，尚未存在任何可重复使用的连线时。脸书公布其在Android平台的应用程序测试结果，TLS△1.3早期资料比起TLS△1.2，在第50百分位数，连线建立阶段延迟可以减少46％，而在新连线HTTP请求延迟则减少10％。

Fizz提供了易于使用的API，让开发者可以在TCP连线建立后，立刻送出早期资料，而从脸书提供的资料显示，这对于减少行动装置应用程序的冷启动延迟非常重要。但脸书提醒，早期资料有其风险，因为骇客能够轻易通过重播资料，来让伺服器重复处理工作，为了降低这个攻击风险，脸书只传送在特定白名单中的请求作为早期资料，并且在负载平衡器中部署了重播快取，用来侦测并拒绝资料重播。

另外，Fizz还提供了零复制写入功能，进一步提升了加密应用效能。脸书提到，不少支援TLS的函式库都要求使用者提供完整连续的记忆体区块，TLS函式库会加密这些资料并且写入到Socket中，但通常装置中，应用程序会使用多个记忆体区块保存资料，因此应用程序需要把这些资料复制到连续的记忆体区块，供TLS函式库加密使用，而搬移资料的动作，增加了延迟开支。

而对于分散或是单一区块的记忆体资料，Fizz都能良好的处理，该函式库提供I/O的API，预设接受分散与聚集抽象输入，因此即便资料散落在记忆体各处，应用程序也不须要再花一道手续集中资料，不只更省时间，也减少了复制所占用的记忆体，因此Fizz能以更省的硬件资源处理加密工作。

脸书提到，TLS状态机很复杂，过去的漏洞都发生在TLS实作中的状态机。而Fizz为了管理复杂的TLS状态机，让状态机资讯外显，也就是说状态机的状态被定义在单一位置，并根据收到的讯息转换状态，脸书提到，将状态明确定义在单个位置就可以解决这类安全问题。

脸书在部署TLS△1.3并不顺利，遇到非常多的问题，不少是发生在网际网络中介装置上，可能由于对TLS不容错，而抛弃TLS协议交握或是重置连线。脸书通过与Firefox和Chrome合作，在多个协议变体上实验，在Fizz上修正了交握方法，并增加了数个变通方法来减少网络中介装置对于早期资料的干扰，因此Fizz现在已经能非常强健的处理TLS协议工作。

橙山网（Csnd.net）简评：通过开源Fizz，脸书要让TLS△1.3更加普及。TLS△1.3在今年3月底时已经拍板定案，重要的功能包括加密交握讯息，以确保凭证私密性，还重新设计了密钥导出方法，并且加入降低延迟的0-RTT（Zer