Совершенная прямая секретность (Perfect Forward Secrecy, PFS) предотвращает возможность того, что АНБ сможет расшифровать веб-коммуникации. Однако пока этот метод, к сожалению, применяется редко.

Американская спецслужба АНБ последовательно подорвала механизмы обеспечения безопасности веб-коммуникаций. По большому счету, она прослушивает все данные, проходящие по крупным кабелям или через Интернет-узлы, и каждый пользователь, шифрующий свой обмен данными, вызывает подозрения. Политическими методами едва ли можно остановить трансатлантического «Большого брата». Технически — уже возможно: с помощью Perfect Forward Secrecy (совершенная прямая секретность).

По словам Сноудена, данный метод является лучшим инструментом для защиты от глобального прослушивания, но так как браузер и сервер по умолчанию устанавливают HTTPS-соединения, стойкость шифрования не реализуется. Принцип работы у HTTPS следующий: сначала сервер отправляет браузеру публичный ключ, адаптированный к его частному ключу, с помощью которого, в свою очередь, можно расшифровать сообщения браузера. После установления связи оба ключа изменяются на менее интенсивное симметричное шифрование для собственно обмена данными. Для этого им необходимо согласовать ключ сеанса и криптографический метод (например, AES). Согласование ключа сессии осуществляется на последнем этапе установления соединения.

Слабое звено — частный ключ

В настоящий момент шпион записывает только зашифрованную «абракадабру». Однако если позже он получит доступ к частному ключу сервера, то сможет извлечь ключ сеанса и с его помощью—данные из существующей «абракадабры». Так, АНБ хотело бы заполучить частный ключ Ладара Левисона, основателя почтовой службы Lavabit, так как Сноуден регулярно пользовался его услугами. Вместо того, чтобы передать ключ АНБ, Левисон предпочел закрыть сервис электронной почты.

Этого не произошло бы с ним при применении Perfect Forward Secrecy (PFS), поскольку в PFS частный ключ не используется. Кроме того, в случае PFS ключ не отправляется через Интернет, а рассчитывается обеими сторонами самостоятельно: за этим стоит чистая математика. PFS использует для этого обмен ключами по алгоритму Диффи-Хеллмана (DHE). В классическом DHE сервер определяет параметры (простое число и первообразный корень) для математической формулы, в которую обе стороны подставляют собственное случайное число. Стороны отправляют результат, затем повторяют расчет с результатом другой стороны, и в заключение оценивают итог: должно получиться одно и то же число. Далее стороны принимают его в качестве ключа сеанса для симметричного шифрования, а после завершения обмена данными уничтожают ключ. Расшифровать переданную информацию после уничтожения ключа не сможет никто, в том числе и сами стороны.

Математика блокирует шпиона

Хотя всемогущая служба прослушивания, такая как АНБ, и знает параметры и соответствующий результат случайных чисел, все же для взлома ключа она должна узнать как минимум одно из случайных чисел. Они применяются в расчетах в качестве показателя степени. Для их определения шпион должен решить логарифмическое уравнение с двумя неизвестными случайными числами, что крайне накладно, однако вовсе не является невозможным. Поэтому серверы и браузеры для защиты от взлома методом подбора используют очень большие простые числа — например, длиной 2048 бит.

Наряду с классическим алгоритмом Диффи-Хеллмана также существует процедура обмена ключами на базе эллиптических кривых (ECDHE). Этот математический метод является более сложным; так, ECDHE должен проводить расчеты с меньшим количеством больших простых чисел, что облегчает работу процессору и ускоряет расчет ключа сессии. Практически во всех известных браузерах реализован принцип Perfect Forward Secrecy для DHE и ECDHE, однако в сочетании не со всеми методами симметричного шифрования. Для серверов действует аналогичное утверждение: они по-прежнему очень редко выбирают PFS для обмена ключами.