JSON.stringify очень медленный для больших объектов

Вы правильно используете строки в качестве ключа. Вот отрывок из RFC 4627 - Тип приложения / json Media для нотации объектов JavaScript (JSON)

2.2. Объекты

Структура объекта представлена ​​в виде пары фигурных скобок, окружающих ноль или несколько пар имен / значений (или членов). Имя - это строка. Каждое двоеточие появляется после каждого имени, отделяя имя от значения. Одна запятая отделяет значение от следующего имени. Имена внутри объекта СЛЕДУЕТ быть уникальными.

object = begin-object [ member *( value-separator member ) ] end-object

member = string name-separator value

[...]

2.5. Строки

Представление строк аналогично соглашениям, используемым в семействе языков программирования C. Строка начинается и заканчивается кавычками. [...]

string = quotation-mark *char quotation-mark

quotation-mark = %x22 ; "

Прочитайте весь RFC здесь .