握手与加密开销：把 58 毫秒拆开看

握手是两端先确认「你是谁、用什么密钥、从哪个端口说话」的过程。协议不同，这个过程要走的往返数不同，因而产生的等待也不同。

握手包含三件事

身份认证、密钥协商、参数确认。三件事可以在 1 个往返内完成（如 Noise_IK），也可以拆成 2 个（如 TLS 控制通道加数据通道协商）。

等待如何累积

每次跨洋往返约 30 至 60 毫秒。多一个往返，就是多一次跨洋等待；在弱网下还会叠加超时重传，实际差距可能翻倍。

• 香港出口的单程时延约 19 毫秒，一个往返 38 毫秒，这是本文所有握手数字的基准。
• 东京出口单程 17 毫秒，往返 34 毫秒；洛杉矶单程 69 毫秒，往返 138 毫秒。
• 同一个协议在不同出口上的握手差值，基本等于两地的往返时延差，说明握手逻辑本身没有额外开销。

把四种协议的握手拆成阶段，就能看清时间花在哪里。下表按香港出口的 38 毫秒往返折算。

理论值与实测值的差距来自三处：内核调度、协议栈处理与网卡中断合并。WireGuard 几乎零差距，因为它全程在内核态。Trojan 差了 36 毫秒，因为 TCP 与 TLS 各自有一次用户态上下文切换。

同一批探针分别从香港、东京、洛杉矶发起，每个组合 100 次采样取中位，剔除首次连接与前 3 个周期。

表 2 · 三条出口的首包耗时（单位 ms）

出口	WireGuard	OpenVPN	Trojan	Hysteria2
香港 HK-01	38	96	112	64
东京 TYO-03	41	104	121	71
洛杉矶 LAX-05	144	212	236	178

• 三条出口上四协议的排序完全一致，说明排序由协议结构决定，不是线路偶然。
• 跨境距离越远，绝对值越大，但比值稳定在 1 : 2.5 : 2.9 : 1.7 左右。
• OpenVPN 的 2.28 倍是本文最该被记住的比值：多一个往返，跨境场景就要多付一次跨洋时延。

两种协议都在追求「1 个往返发数据」，但路径不同。TLS 1.3 把密钥协商压进 ClientHello，Noise_IK 则直接把静态公钥塞进第一条报文。

• 证书链越长，TLS 类协议的握手越慢。把证书链从 2.1 KB 压缩到 1.2 KB，Trojan 的首包从 112 毫秒降到 104 毫秒。
• Noise_IK 没有证书概念，密钥是预置的，因此不存在证书过期导致握手失败的问题。
• QUIC 的 0-RTT 只在重连时生效，首次连接仍需 1 个往返，宣传时不应混用两个数字。

0-RTT 的本质是把上一次会话的票据拿出来复用，省掉一次往返。省时是真的，风险也是真的。

加密本身在支持硬件加速的 CPU 上并不贵，贵的是数据在用户态与内核态之间的来回搬运。下表把两者分开列。

这张表说明了一件反直觉的事：AES-256-GCM 比 ChaCha20-Poly1305 更快。OpenVPN 用 AES-256-GCM 的实测吞吐只有 310 Mbps，远低于 WireGuard 的 940 Mbps。原因不在算法，而在 OpenVPN 的用户态拷贝。

测试条件固定为单核绑定、1 Gbps 流量、60 秒采样，取单核占用峰值的中位。数字越小越省。

手机上的耗电不只来自吞吐，还来自频繁握手。移动网络切换会触发重连，重连次数越多，射频唤醒越多。

耗电差异只有 1.8 个百分点，看起来不大，但这是在同一小时视频内的差值。如果把待机与后台也计入，一天的差距会拉到 6% 至 9%，足以影响是否需要在中午充一次电。

握手失败比握手慢更常见，也更难判断。三种现场占全部失败案例的 93%。

1. 第一种是超时：客户端发出握手包后无响应，通常是 UDP 被封。表现为「一直转圈，最后提示连接超时」，动作是切 Trojan。
2. 第二种是重置：收到 RST，通常是中间设备识别并阻断。表现为「连上 1 到 2 秒后断开」，动作是换端口或换协议。
3. 第三种是认证失败：能握手但被服务端拒绝。表现为「提示密码或证书错误」，动作是核对账号与证书有效期。

本节所有数字都按同一套口径产出。复现只需要一台机器、一份脚本与三个出口。

1. 在客户端与服务端同时抓包，用抓包时间戳计算握手首包与首字节的差值，避免依赖应用层日志。
2. 每种组合跑 100 次，剔除首次连接与前 3 个探针周期，取中位与 95 分位两个值。
3. 吞吐用单流 iperf3 跑 60 秒，丢包条件用 tc netem 注入，种子固定以便复算。
4. CPU 占用用绑定单核的方式采样，避免多核调度把峰值摊平。
5. 所有原始 CSV 按「日期-出口-协议」命名归档，保留 90 天。

采样窗口

2026 年 10 月 12 日至 10 月 26 日

样本量

每种组合 100 次

剔除规则

首次连接与前 3 个周期

出口

香港荃湾 HK-01、东京千代田 TYO-03、洛杉矶 LAX-05 三条出口

主机

Windows 11 23H2 / i5-1240P / 千兆内网；服务端 2 vCPU / 4 GB / 同一可用区

链路

家用千兆宽带 940 Mbps 下行 / 52 Mbps 上行，跨境段为运营商国际出口

• 抓包文件保留前 5,000 个包，超出部分只保留时间戳与长度，避免体积失控。
• 服务端日志与抓包时间戳的偏差超过 2 毫秒时，该次采样作废，不作插值处理。
• 每月首个工作日把上月的 CSV 压缩归档，归档文件按出口与协议分目录存放。

握手只发生一次，MTU 却影响每一个数据包。跨境链路上常见的 1,420 与 1,280 两种取值，差别能到 11% 的有效吞吐。

分片的代价

一个 1,500 字节的包被切成两段后，任一段丢失都会导致整体重传。实测 MTU 从 1,420 降到 1,280 时，有效吞吐下降 11%，重传率从 0.3% 升到 1.9%。

路径 MTU 探测

客户端的探测方式是在握手后连发三个不同长度的包，取第一个不丢的长度减去 40 字节作为安全值。整个过程 300 毫秒内完成。

• WireGuard 默认 1,420，是 IPv6 与 IPv4 双栈下都不会分片的安全值。
• OpenVPN over TCP 的封装更长，实测 1,380 才稳定，超过后 TCP 层会出现静默重传。
• Trojan 走标准 TLS，MTU 与本地网络一致，通常 1,460 即可，不需要额外扣减。
• Hysteria2 的 QUIC 报文有独立上限，默认 1,350，过大时会在服务端被丢弃而客户端无感知。

不需要抓包工具，用客户端自带的诊断页就能完成。每个实验对比两组数字，差值就是答案。

1. 每个实验只改一个变量，其余设置保持不变，否则差值无法归因。
2. 每组至少跑 60 秒，取后 30 秒的均值，跳过握手与慢启动阶段。
3. 同一实验重复两次，若两次差值方向相反，说明测量环境不稳定，结论作废。
4. 把结果记在同一个表格里，跨设备对比时才有意义。

这四个实验的原始数据在 2026 年 10 月的采样中反复验证过。其中「单流与多流」一项最容易出错：OpenVPN 在 4 条并发下吞吐从 310 Mbps 升到 585 Mbps。看起来像翻倍，实际是单核瓶颈被分摊到了多个进程。

把上面的数字压成三句话，够日常判断用。

补充一句容易被忽略的前提：以上全部结论成立的范围是「客户端与服务端都在同一台物理机或同一可用区」。一旦跨云跨区，握手之外还会多出一次云间路由收敛，实测可增加 20 至 60 毫秒，这部分与协议无关，换协议也省不掉。

• 1 RTT
• 2 RTT
• Noise_IK
• TLS 1.3
• 0-RTT 重连
• 单核 CPU
• 加密卸载

下一层的问题是「选哪条线路」，见选路与线路；如果只想确认自己现在用的是哪种协议，直接看一分钟自测。