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HTTP/2.0がもたらす
Webサービスの進化(後半)
SPDY→HTTP/2.0の歩みと仕組み、
Webはどう進化するのか?
IIJ 大津 繁樹
2013年11月30日
HTML5 Conference 2013
自己紹介
• 大津繁樹
株式会社インターネットイニシアティブ(IIJ)
プロダクト本部戦略的開発部
新技術の検証評価
–
–
–
–

SPDY,HTTP/2.0
HTML5
Node.js
Kinect/Leap Motion
HTTP/2.0とは、
• HTTP/1.1 の策定(1999年)から
14年。
• IETF httpbis WGで HTTP/1.1仕様
改訂の見込みがたった。
• 新しい仕様を作る動きが開始
• 従来のHTTP/1.1のセマンティク
ス維持。互換性保持。
• HTTP/2.0でフレーム化、新しい
シンタックスを導入。
• SPDYをアイデアにしているが、
仕様提案を一般公募して決定。

HTTP/1.1
Semantics
HTTP/2.0
Frame Layer
TLS

TCP
IP(v4/v6)
Ethernet
まさに今、HTTP/2.0絶賛開発中
HTTP-draft-06/2.0 対応相互接続試験実装リスト
名称

実装言語

Client,Server,
Intermidate

ニゴシエーション

1

nghttp2

C

S, C, I

NPN, Upgrade, Direct

2

http2-katana

C#

S, C

ALPN, Upgrade

3

node-http2

Node.js

S, C

NPN, direct

4

Mozilla Firefox

C++

C

ALPN, NPN

5

iij-http2

Node.js

S, C

ALPN, NPN, Upgrade, Direct

6

Akamai Ghost

C++

I

NPN

7

Chromium

C++

C

ALPN, NPN

8

Twitter

Java

S, C

NPN

9

Wireshark

C

other

NPN, ALPN

C

proxy

10 Ericcson MSP

(2013/10時点 https://github.com/http2/http2-spec/wiki/Implementations より引用)
HTTP/2.0の主な技術的な特徴
•
•
•
•
•
•
•

クライアント・サーバのTCP接続数を1つに限定
3種類・2段階の初期接続方法
バイナリープロトコル
優先度付全2重多重化通信
フロー制御(コネクション・ストリームレベル)
サーバプッシュ機能
HTTPヘッダに特化したデータの圧縮手法
(注:SPDYの特徴と重なる項目)
HTTP/2.0初期ニゴシエーション
3種類で2段階(その1)
詳細後述

(1) TLS + ALPN

(2) HTTP Upgrade

(3) Direct接続

TLS接続時にALPN拡張フィールドを利用して
HTTP/2.0に接続を行う。

HTTP/1.1の接続後 Upgradeヘッダを使って、
HTTP/2.0 に接続をアップグレードする。
別仕様への
分離や廃止も
議論中

あらかじめサーバがHTTP/2.0対応とわかってい
る場合、直接第2段階の接続方法を行う。
(DNSレコードや HTTPヘッダによるリダイレクト)
HTTP/2.0初期ニゴシエーション
3種類で2段階(その2)
PRI * HTTP/2.0¥r¥n
¥r¥n
SM¥r¥n
¥r¥n
505249202a20485454502f322e300d0a0d0a534d0d0a0d0a

SETTINGS
(初期ウィンドウサイズ、ストリームの最大同時オープン数等の設定情報を含む)

クライアントから謎の24byteのマジックコードをサー
バに送り、初期情報(SETTINGSフレームを交換する)
単純なHTTP/2.0のストリームフロー
初期ハンドシェイク
(HTTP/2.0の利用を合意)
HEADERS
(id=0x1, END_HEADERS)

HTTPリクエストヘッダ情報を送信
HEADERS
(id=0x1, END_HEADERS)
クライアント

HTTPレスポンスヘッダ情報を送信
DATA
(id=0x1, END_STREAM)
HTTPレスポンスボディを送信
(ストリーム 0x1 を終了)

サーバ
サーバプッシュ機能(予約機能)
ストリーム(0x1)

予約されたリクエ
ストは新しくリクエ
ストしない。

HEADERS (id=0x1,index.html)
PUSH_PROMISE

先読みさせるリ
クエストヘッダと
ストリームIDをク
ライアントに予約

プロミスID: 0x2
リクエストヘッダ
(/images/pic1.png)
DATA(index.htmlのコンテンツ)
クライアント
ストリーム(0x2)

サーバ

HEADERS
キャッシュ

レスポンスヘッダ

DATA
レスポンスボディ

サーバがコンテンツをプッシュしてクライアントにキャッシュ
HPACK:新しいヘッダ圧縮仕様
GET / HTTP/1.1
host: www.example.com
1.
2.
3.
4.

平均20~30%デー
タ量を削減
CRIME脆弱性対応
2番の:method GETを追加
7番の:scheme http を追加
6番の :path / を追加
4番の : authority に www.example.com
をハフマン符号化して追加

(ヘッダの差分情報を符号化して
やり取りする)
送信前ヘッダテーブル
1. :authority,
2. :method, GET
3. :method, POST
4. :path, /
5. :path, /index.html
6. :scheme, http
・・・・

0x82
0x87
0x86
0x04 0x8b 0 xdb 0x6d 0x88
0x3e 0x68 0xd1 0xcb 0x12
0x25 0xba 0x7f
(実際に送信するヘッダ情報)

受信後ヘッダテーブル
1. :authority,
www.example.com
2. :path, /
3. :scheme, http
4. :method, GET
・・・・
HTTP/2.0がもたらす
Webサービスの進化は?
• ユーザ視点では、一見なにも変わらない。
– 2011年1月よりGoogleサービスは全面SPDY化
– Chrome ユーザは、その違いに気づいただろうか?

• 確かに昔より表示が速く、スムーズになったよう
な感じはある。いろんな最適化の複合要因であ
ろう。
• 標準化で多種ブラウザーが対応し、広く利用で
きる環境が整う。HTTP/2.0に最適化されたサー
ビスが数多く出てくるだろう…
HTTP/2.0がもたらす
Webサービスの進化は?
• 大規模システムでは、*おそらく*変わる。
– SPDYでは、TLS利用によるオーバヘッドより性能向上効果
が上回る。
– サーバリソース、ネットワークリソースを効率的に利用で
きるので大規模サービスになればなるほどその効果を享
受できる。

• ブラウザー以外の利用への展開も進むだろう。
– {key,value} + data をやり取りする独自アプリ(LINEなど)

• 原理的には接続後サーバ側からリクエストも可能(双
方向化)
• いろんな付加情報をあらかじめ送りつける(DNS, Proxy,
NTP 等々)
HTTP/2.0がもたらす
Webサービスの進化は?
• Internet Giants を中心にHTTP/2.0の導入が進む。
(先行者利益を享受)
• 小規模サイト、一般ユーザの移行メリットは少な
いだろう。HTTP/1.1はなくならない。(二極化)
• ブラウザ側の対応も進み、ますますHTTP/2.0に
最適化されるであろう。
• 特にモバイル環境での性能改善に期待がかか
る。
HTTP/2.0をめぐる
最新トピックスの御紹介
ただ今 IETF にて HTTP/2.0とインターネットセキュリティ
を巡る大議論が継続中。
次世代のWebサービスのあり方が問われています。
インターネットの脅威

• PRISM: 情報収集・通信監視
• Quantum: バックボーンMITM
• Fox Acid: 脆弱性攻撃
• MUSCULAR: データセンター内通信傍受
など・・・・
(写真出典 wikipedia)
Webを今後どうするか?
IETF-88 httpbis ワーキングループの議論
1. 現状のままなにもしない。
2. http://~ は、サーバ認証せず暗号化する
(Opportunistic Encryption:日和見暗号)

3. http://~ は、サーバ認証と暗号化する
4. HTTP/2.0 では https:// の利用を必須
(Openな環境でHTTP/2.0の利用をSSLに限定)

会場では 3 か 4 の賛成が主流だったが…
HTTP/2.0をhttps(暗号化必須)に限定する?
仕様策定する IETF httpbis WG議長から提案

HTTPのセキュリティをもっと改善しよう
(Moving forward on improving HTTP's security)
HTTP/2.0をhttps(暗号化必須)に限定する?

賛成意見
• 広範囲なネット盗聴・監視に対抗できる
• 既存のネット環境にすばやく導入可能
• TLSのALPN拡張と組み合わせて初期接続時間
の短縮が図れる
• Chrome/Firefoxは、平文(http://~)での
HTTP/2.0 通信は実装しないと明言
– Microsoftは、平文でのHTTP/2.0通信をサポートと
明言
HTTP/2.0をhttps(暗号化必須)に限定する?

反対意見
• Proxy機能が損なわれる
– 負荷分散、CDN、マルウェア対策、コンテンツフィ
ルタリング等々に必須な機能

• 人々に絶対に安全であると勘違いさせる
– PKIシステムの不全
– 暗号アルゴリズムの危殆化
– 通信経路以外での盗聴、改竄のリスクの存在
HTTP/2.0をhttps(暗号化必須)に限定する?

反対意見
• 適応範囲の問題
– 機密性の少ない一般公開コンテンツにも暗号化
は無駄
– そもそもHTTP/2.0の設計と暗号化は独立した別
問題
– 結局サービスプロバイダーがメールのスキャンな
どしているので通信だけ守っても無駄
HTTP/2.0をhttps(暗号化必須)に限定する?

反対意見
• 倫理/ポリシーの問題
– 暗号化は一部のネット大手が通信の干渉を嫌っ
てしていること
– ユーザの同意なしに全部暗号化するのは問題
– ネット監視は技術的な問題ではなく政治的な問題

• 実質的な問題
– 証明書コスト、システム負荷の増加
– IoT(Internet of Things)に暗号化は不要な機能
– 平文通信が必要なら仕様に関係なく使い始める
HTTP/2.0 わかれる議論
SSLに限定  非暗号化も許す
技術的な優劣の判断になりにくい。
新たな提案:
• 非暗号化用に http2://~ +新TCPポート を新設しよう
か?
• HTTP/2.0仕様の枠内で新規に暗号化を行うよう仕様
を追加するか?
まだどこに落ち着くか全く見通せない。
しかし、 HTTP/2.0の動向がインターネットサービスのセ
キュリティ動向に大きく影響を与えるのは間違いない。
デモンストレーション
• HTTP/2.0は開発中であるため、SPDYでデモン
ストレーションを行います。
• SSL、SPDY, SPDY+サーバプッシュ の3通りで同
じコンテンツをアクセスしてみます。
• 違いがわかるでしょうか?
質問タイム
視聴者からの素朴な質問
(その1:Q)
Q: バイナリープロトコルだと telnet でアクセス
できなくなっちゃうんですけど・・・
視聴者からの素朴な質問
(その1:QA)
• Q: バイナリープロトコルだと telnet でアクセ
スできなくなっちゃうんですけど・・・
• A: あきらめてください。 テキストプロトコルに
よる弊害(曖昧さ、パースのオーバヘッド)の
方が大きいからです。きっと便利なツールが
出てくるでしょう。
視聴者からの素朴な質問
(その2:Q)
Q: HTTP/2.0 は複雑過ぎて、流行らないんじゃ
ないか?
素朴な疑問(その2:QA)
Q: HTTP/2.0 は複雑過ぎて、流行らないんじゃ
ないか?
A: はい、流行りません。 一部のサービス大手
のための利用が主目的ですから。
アンケートにご協力ください!
あなたのフィードバックが、
html5jの活動を支えています!

http://bit.ly/html5C201311
アンケートへ答えた方にもれなく記念品プレゼント!
(アンケートの完了画面を1F受付にてご提示ください)
お知らせ:
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10分早まっています。ご注意ください!

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