什么是完全前向保密，为什么它很重要？

完全前向保密（PFS，或前向保密）是加密系统中的一项安全功能，可确保即使长期私钥日后泄露，过去的通信仍能保持安全。

通常，加密系统使用在很长一段时间内保持不变的加密密钥。 如果在通信发生之后有人窃取了该密钥，他们可能会解密先前记录的通信。

假设您正在远程办公，并通过 HTTPS 登录公司旧的内部门户网站以提交报销单或个人工资单信息。 该系统使用不支持完全前向保密的较旧 TLS 配置。

网络路径上的攻击者（例如，在公共 WiFi 或受损的路由器上）记录了已加密的流量。 他们当时无法读取，因为流量已经过加密。

几个月后，公司遭受了数据泄露，服务器的长期私有加密密钥被泄露。 由于系统未使用前向保密，攻击者可以使用该密钥解密先前记录的流量，从而暴露您之前提交的敏感信息。

如果系统使用了前向保密，每个会话都会使用随后被丢弃的临时加密密钥，因此泄露的服务器密钥将无法让攻击者解密过去的那些通信。

完全前向保密通过为每个通信会话进行临时非对称密钥交换，生成新的临时会话密钥。 这通常使用临时密钥交换协议来实现，例如 Diffie–Hellman (DH) 或其更高效的椭圆曲线版本——椭圆曲线 Diffie–Hellman (ECDH)。

椭圆曲线 Diffie–Hellman 如今受到广泛青睐，因为它在提供与传统 Diffie–Hellman 相同安全性的同时，使用的密钥大小要小得多，从而提高了性能。 传统 Diffie–Hellman 依赖大素数，而较弱或重复使用的参数选择在过去曾被利用（新窗口）。

下图显示了具有完全前向保密的 TLS 握手。 客户端和服务器都会生成临时密钥对并交换其公钥，以推导出共享的会话机密。 因为这些密钥是临时的，所以即使服务器的长期密钥日后泄露，过去的会话仍能保持安全。

• 大多数安全网站（HTTPS），包括网上银行和购物网站。 HTTPS 使用 TLS 加密网站连接，而 TLS 1.3 包含前向保密。
• 具有端到端加密的即时通讯应用，例如 Signal 和 WhatsApp。 它们通常会频繁轮换密钥，有时甚至是每条消息轮换一次。
• 使用现代 VPN 协议的 VPN（新窗口） 应用，例如 WireGuard®（新窗口） 和 OpenVPN（新窗口）（配合临时 Diffie–Hellman）。 Proton VPN 支持前向保密（新窗口）。
• SSH 远程访问工具，如 OpenSSH（内置于 macOS 和大多数 Linux 系统）和 PuTTY（Windows SSH 客户端）。
• 电子邮件服务通常会在服务器之间发送电子邮件时对其进行加密，通常使用支持前向保密的 TLS，因此外部人员无法轻易拦截。 但电子邮件提供商本身可能仍能读取存储的电子邮件，除非它们受到诸如 PGP 等加密技术的保护。