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SSL公開鍵長の2048ビット移行とSSLパフォーマンス問題
暗号アルゴリズムの2010年問題に、SSL TPSパフォーマンス低下率0%
ロードバランサ「PAS 3716-SSL3000」実証結果を発表 |
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| 1. 暗号アルゴリズムの2010年問題 |
インターネット上でのショッピング、個人情報送信や機密文書のやりとり等においては、盗聴や内容の不正改ざんを防ぐために認証やデータの暗号化して通信を行うのが基本となっています。近年、コンピュータ性能の向上と暗号解読技術の進展により従来の暗号技術が破られる危険が高まっています。このような状況の中で米国国立標準技術研究所(NIST)が弱い暗号アルゴリズムを2010年末までにより安全な強い暗号アルゴリズムに移行させる方針を打ち出しており、世界的により高い暗号技術への対応が急がれています。
今後、高い暗号技術に移行した場合にインターネット上の暗号技術を支える各種機器においては高い暗号技術への対応は勿論のこと、さらに高い暗号処理能力の実装が求められています。 |
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| 2. SSL公開鍵長の2048ビット移行に伴う問題 |
インターネットショッピングや個人情報を入力するなど、インターネット上のセキュリティを確保するためにSSL技術が標準的に使用されています。 SSL処理には高い処理能力を必要とすることから、サーバの前に位置する負荷分散装置(ロードバランサ)でSSLアクセラレーション処理を行うのが一般的です。SSL処理において要求される高い暗号技術として、SSL公開鍵長を今まで標準的に使用してきた1024ビットからはるかに堅牢な2048ビットの鍵長に移行することが求められています。
しかし、1024ビットから2048ビットへの移行により、負荷分散装置には高いSSL処理能力が必要となります。SSL処理能力としては、SSL TPSとSSLスループットがありますが、鍵長が2048ビットに移行することにより大きく影響するのはSSL TPSになります。SSL TPSが影響するのは、新しい接続でSSL処理を始めるための初期ハンドシェイク、再ネゴシエーション、及びSSLセッション ID再利用のみです。
負荷分散装置(ロードバランサ)としてSSL公開鍵長の2048ビット化によるSSL処理能力の低下は致命的です。特に、既にSSLを使用しているお客様でこれから「暗号アルゴリズムの2010年問題」の対応としてSSL公開鍵を2048ビットに移行しなければならない場合、SSL TPS処理能力の大幅な低下により今まで運用してきたシステムを見直さなければなりません。または、これからシステム導入を進めるお客様にとっては高い処理能力のロードバランサを必要とするのでコストが膨らみます。 |
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| 3. PASにおけるSSLパフォーマンス検証の結果 |
お客様の「暗号アルゴリズムの2010年問題」の対応に役に立てるために、弊社のロードバランサであるPASにおいてSSL公開鍵長の2048ビットへの移行によるSSLパフォーマンスについて計測機器を用いて検証しました。検証対象のPASとしては、お客様に一番多く導入されているローエンドのエントリーモデルである「PAS 3716-SSL3000」を用いて実施しました。
■ 測定結果 1 : 「SSL+L4SLB」機能におけるSSL TPS
測定対象機器のPASには、SSL設定とL4のサーバ負荷分散機能を定義し一番シンプルなデフォルト設定を行いました。測定時のトラフィックは一番負荷の掛かるシナリオとして、1 SSLトランザクションとして「TCP接続・SSLセッション接続・HTTPリクエスト・HTTP応答・SSL終了・TCP終了」で定義しました。
詳細設定環境及び用語については、本レポートの<参考1> SSLパフォーマンス検証時の動作環境と<参考2> 用語の説明を参照してください。
測定結果としては、データサイズが1KBまでには鍵長1024ビットでも2048ビットでも3,000TPSを維持しています。 |
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■ 測定結果 2 : 「SSL+L7SLB」機能におけるSSL TPS
測定対象機器のPASには、SSL設定とL7のサーバ負荷分散機能を定義し一番シンプルなデフォルト設定を行いました。その他の条件は「SSL+L4SLB」と同じです。
測定結果としては、データサイズが128Byteまでには鍵長1024ビットでも2048ビットでも3,000TPSを維持しています。 |
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| 4. SSLパフォーマンスにおけるPASの優位性 |
PASにおけるSSLパフォーマンス検証の結果は下記の通りです。
「PAS 3716-SSL3000」は、SSL公開鍵長が2048ビットになってもSSLパフォーマンスの低下はありません。
コストパフォーマンスを提唱する私達パイオリンクにとって、この2010年問題及び検証結果はエンドユーザー様の影響範囲が大きいものと捉えました。そこでPAS製品の特徴である基本に忠実なサーバ負荷分散機能とSSLアクセラレーション機能でシンプルなロードバランサ性能を利用したSSL TPSパフォーマンスは、SSL公開鍵長が2048ビットになっても低下しないことを確認しました。低下率0%の理由は、CPUのリソース、ハードディスク等のシステムリソースを多く使用する機能が無く、余分なファンクションが現れない事が性能低下を回避し、全てのお客様にPAS 3716-SSL3000をスペック通り3000TPSでご提供できる環境を整えました。
なお、今回のSSLパフォーマンス検証においては、エントリーモデルであるPAS 3716-SSL3000を採用しました。他のアプリケーション・スイッチ・ベンダーは上位機種でのパフォーマンステストレポートを公開しているのに対して、弊社はお客様が一番多く導入して頂いているモデルでのパフォーマンステストレポート先に提供することによりお客様の「暗号アルゴリズムの2010年問題」対応に役に立つロードバランサベンダーであることに心がけております。
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| <参考1> SSLパフォーマンス検証時の動作環境 |
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項目 |
設定内容 |
| Avalanche |
S/W バージョン
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Avalanche 3.30 |
| HTTP
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HTTP 1.1 |
| SSL 暗号化アルゴリズム |
RC4-MD5 |
| データサイズ
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128Byte, 1KB, 4KB, 8KB, 16KB, 32KB |
| HTTP Cookie
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使用しない |
| SSL バージョン
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SSL v3 / TLS v1 |
| SSL セッション ID 再利用 |
使用しない |
| Client IP 個数 |
200個 |
| PAS |
製品モデル名 |
PAS 3716-SSL3000 |
| SSL ライセンス
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3000 TPS |
| 公開鍵長(SSL key)
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RSA1024 ビット、2048 ビット |
| SSL セッション再利用 |
使用しない |
| L4SLB 対象のサーバ数 |
7個 |
L7SLB 対象のサーバ数
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7個 |
Avalanche と Steady state が5分間持続できるように設定して TPS を測定します。Zero Loss 率を0.001%とし、3回測定した後、その平均値を最終TPSとして算定しました。 |
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| <参考2> 用語の説明用語 |
| 用語 |
意味 |
| L4SLB |
OSI 参照モデルの第4層(Layer 4)であるトランスポート層での情報を基に負荷分散処理を行うことを意味する。TCP/IPで説明するとIPアドレスとTCP、UDPのポート番号を用いて負荷分散を行うことを意味する。L4サーバ負荷分散とも言う。 |
| L7SLB |
OSI 参照モデルの第7層(Layer 7)であるアプリケーション層での情報を基に負荷分散処理を行うことを意味する。TCP/IPで説明するとHTTP、FTP、SIP、DNSなどのアプリケーションレイヤにおける情報に基づいて負荷分散を行う。例えば、HTTPヘッダーの詳細内容に基づいて処理すべきサーバを割り当てたり、セッションを維持するなどの処理を行うことを意味する。L7サーバ負荷分散とも言う。 |
| SSL TPS |
1秒あたりのSSLトランザクション数を意味する。1 SSL トランザクションは、TCP接続、SSLセッション接続、HTTPリクエスト、HTTP応答、SSLセッション終了、TCP終了と定義する。 |
| SSLスループット |
SSLトランザクション処理でSSLセッション確立の後はバルク暗号化したスループットとして測定する。最大SSLスループットを測定する場合は大きいデータのバルク暗号化スループットとして測定する。 |
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「PAS 3716-SSL3000」は、実際に検証が可能な評価機の無料貸し出しサービスを実施しております。
貸し出しのご希望は、お問い合わせ欄よりご依頼下さい。
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お問い合わせ先
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株式会社パイオリンク 営業部
住所:160-0022 東京都新宿区新宿1-34-14 第2貝塚ビル3F
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