Vad är perfect forward secrecy och varför är det viktigt?

Perfect forward secrecy (PFS, eller framåtriktad sekretess) är en säkerhetsfunktion i krypteringssystem som säkerställer att tidigare kommunikation förblir säker även om en långsiktig privat nyckel avslöjas senare.

Normalt använder krypterade system en hemlig kryptografisk nyckel som förblir densamma under en längre tidsperiod. Om någon stjäl den nyckeln efter att kommunikationen redan har ägt rum, kan de potentiellt avkryptera tidigare inspelad kommunikation.

Tänk dig att du arbetar på distans och loggar in på ditt företags gamla interna webbportal via HTTPS för att skicka in utläggsrapporter eller personlig löneinformation. Systemet använder en äldre TLS-konfiguration som inte stöder perfect forward secrecy.

En angripare någonstans längs nätverkssökvägen (till exempel på ett offentligt WiFi eller en avslöjad router) spelar in den krypterade trafiken. De kan inte läsa den då eftersom den är krypterad.

Månader senare drabbas företaget av ett intrång och serverns långsiktiga privata krypteringsnyckel läcker. Eftersom systemet inte använde framåtriktad sekretess kan angriparen använda den nyckeln för att avkryptera den tidigare inspelade trafiken, vilket avslöjar den känsliga informationen du skickade in tidigare.

Om systemet hade använt framåtriktad sekretess skulle varje session ha använt tillfälliga krypteringsnycklar som senare kastades, så en läckt servernyckel skulle inte ha gjort det möjligt för en angripare att avkryptera den tidigare kommunikationen.

Perfect forward secrecy genererar nya, tillfälliga sessionsnycklar genom efemära asymmetriska nyckelutbyten för varje kommunikationssession. Detta uppnås vanligtvis med efemära nyckelutbytesprotokoll som Diffie–Hellman (DH) eller dess mer effektiva elliptiska kurva-motsvarighet, Elliptic Curve Diffie–Hellman (ECDH).

Elliptic Curve Diffie–Hellman föredras allmänt idag eftersom det ger samma säkerhet som traditionell Diffie–Hellman men med mycket mindre nyckelstorlekar, vilket förbättrar prestandan. Traditionell Diffie–Hellman förlitar sig på stora primtal, och svaga eller återanvända parameterval har utnyttjats(nytt fönster) tidigare.

Diagrammet nedan visar en TLS-handskakning med perfect forward secrecy. Både klienten och servern genererar efemära nyckelpar och utbyter sina offentliga nycklar för att härleda en delad sessionshemlighet. Eftersom dessa nycklar är efemära förblir tidigare sessioner säkra även om serverns långsiktiga nyckel avslöjas senare.

• De flesta säkra webbplatser (HTTPS), inklusive banktjänster och shopping online. HTTPS använder TLS för att kryptera webbplatsanslutningar, och TLS 1.3 inkluderar framåtriktad sekretess.
• Meddelandeappar med end-to-end-kryptering, som Signal och WhatsApp. De roterar vanligtvis nycklar frekvent, ibland per meddelande.
• VPN(nytt fönster)-appar som använder moderna VPN-protokoll som WireGuard®(nytt fönster) och OpenVPN(nytt fönster) (med efemär Diffie–Hellman). Proton VPN stöder framåtriktad sekretess(nytt fönster).
• SSH-verktyg för fjärråtkomst som OpenSSH (inbyggt i macOS och de flesta Linux-system) och PuTTY (en Windows-SSH-klient).
• E-posttjänster krypterar vanligtvis e-postmeddelanden när de skickas mellan servrar, ofta med TLS som stöder framåtriktad sekretess, så att utomstående inte enkelt kan avlyssna dem. Men e-postleverantören själv kan fortfarande läsa lagrade e-postmeddelanden såvida de inte är skyddade med kryptering som PGP.