Apa itu perfect forward secrecy, dan mengapa ini penting?

Perfect forward secrecy (PFS, atau forward secrecy) adalah fitur keamanan dalam sistem enkripsi yang memastikan komunikasi masa lalu tetap aman meskipun kunci pribadi jangka panjang dikompromikan di kemudian hari.

Biasanya, sistem terenkripsi menggunakan kunci kriptografi rahasia yang tetap sama dalam jangka waktu lama. Jika seseorang mencuri kunci tersebut setelah komunikasi terjadi, mereka berpotensi mendekripsi komunikasi yang telah direkam sebelumnya.

Bayangkan sedang bekerja dari jarak jauh dan masuk ke portal web internal lama perusahaan melalui HTTPS untuk mengirimkan laporan pengeluaran atau informasi gaji pribadi. Sistem tersebut menggunakan konfigurasi TLS lama yang tidak mendukung perfect forward secrecy.

Penyerang di suatu tempat di sepanjang jalur jaringan (misalnya, di WiFi publik atau router yang dikompromikan) merekam lalu lintas terenkripsi. Mereka tidak dapat membacanya saat itu karena terenkripsi.

Beberapa bulan kemudian, perusahaan mengalami pembobolan dan kunci enkripsi pribadi jangka panjang milik server bocor. Karena sistem tidak menggunakan forward secrecy, penyerang dapat menggunakan kunci tersebut untuk mendekripsi lalu lintas yang direkam sebelumnya, sehingga mengungkap informasi sensitif yang dikirimkan sebelumnya.

Jika sistem menggunakan forward secrecy, setiap sesi akan menggunakan kunci enkripsi sementara yang kemudian dihapus, sehingga kunci server yang bocor tidak akan memungkinkan penyerang mendekripsi komunikasi masa lalu tersebut.

Perfect forward secrecy menghasilkan kunci sesi sementara yang baru melalui pertukaran kunci asimetris efemer untuk setiap sesi komunikasi. Hal ini biasanya dicapai dengan menggunakan protokol pertukaran kunci efemer seperti Diffie–Hellman (DH) atau padanannya yang lebih efisien dengan kurva elips, Elliptic Curve Diffie–Hellman (ECDH).

Elliptic Curve Diffie–Hellman sangat disukai saat ini karena memberikan keamanan yang sama seperti Diffie–Hellman tradisional dengan menggunakan ukuran kunci yang jauh lebih kecil, sehingga meningkatkan kinerja. Diffie–Hellman tradisional bergantung pada bilangan prima yang besar, dan pilihan parameter yang lemah atau digunakan kembali telah dieksploitasi(jendela baru) di masa lalu.

Diagram di bawah ini menampilkan jabat tangan TLS dengan perfect forward secrecy. Klien dan server menghasilkan pasangan kunci efemer dan saling menukar kunci publik mereka untuk memperoleh rahasia sesi bersama. Karena kunci tersebut bersifat efemer, sesi masa lalu tetap aman meskipun kunci jangka panjang milik server dikompromikan di kemudian hari.

• Sebagian besar situs web aman (HTTPS), termasuk perbankan dan belanja daring. HTTPS menggunakan TLS untuk mengenkripsi koneksi situs web, dan TLS 1.3 menyertakan forward secrecy.
• Aplikasi pesan dengan enkripsi end-to-end, seperti Signal dan WhatsApp. Mereka biasanya sering memutar kunci, terkadang untuk setiap pesan.
• Aplikasi VPN(jendela baru) yang menggunakan protokol VPN modern seperti WireGuard®(jendela baru) dan OpenVPN(jendela baru) (dengan Diffie–Hellman efemer). Proton VPN mendukung forward secrecy(jendela baru).
• Alat akses jarak jauh SSH seperti OpenSSH (bawaan di macOS dan sebagian besar sistem Linux) dan PuTTY (klien SSH Windows).
• Layanan email biasanya mengenkripsi email saat sedang dikirim di antara server, sering kali menggunakan TLS yang mendukung forward secrecy, sehingga pihak luar tidak dapat dengan mudah mencegatnya. Namun, penyedia layanan email itu sendiri mungkin masih dapat membaca email tersimpan kecuali jika email tersebut dilindungi dengan enkripsi seperti PGP.