Perfect Forward Secrecy (PFS) es un componente crucial del Protocolo de Signal que garantiza que las claves de cifrado utilizadas para proteger las comunicaciones sean únicas para cada sesión y que no puedan ser comprometidas en el futuro. Aquí te explico cómo funciona:

PFS asegura que, incluso si una clave de cifrado es comprometida, los mensajes anteriores no puedan ser descifrados. Esto se logra mediante el uso de claves temporales que se generan para cada sesión de comunicación.

Cómo Funciona en Signal

1. Generación de Claves Temporales:
   • Cuando dos usuarios inician una conversación, Signal genera un par de claves públicas y privadas para cada sesión. Estas claves son únicas y se crean utilizando un algoritmo de intercambio de claves, como el protocolo de Diffie-Hellman.
2. Intercambio de Claves:
   • Los usuarios intercambian sus claves públicas a través de un proceso seguro. Cada usuario utiliza la clave pública del otro para generar una clave de sesión compartida. Esta clave de sesión se utiliza para cifrar y descifrar los mensajes durante esa conversación.
3. Claves de Sesión por Mensaje:
   • Para cada mensaje enviado, Signal puede generar una nueva clave de sesión. Esto significa que cada mensaje puede ser cifrado con una clave diferente, lo que aumenta la seguridad.
4. Borrado de Claves:
   • Una vez que la sesión termina o se cierra, las claves de sesión se destruyen. Esto asegura que incluso si un atacante logra obtener la clave de cifrado de una sesión, no podrá acceder a los mensajes anteriores porque las claves utilizadas para cifrarlos ya no existen.
5. Resistencia a Compromisos Futuro:
   • Debido a la naturaleza de PFS, incluso si la clave privada de un usuario se ve comprometida en el futuro, los mensajes de sesiones pasadas no podrán ser descifrados. Esto proporciona una fuerte protección contra la vigilancia y el espionaje.

Beneficios de Perfect Forward Secrecy

• Mayor Privacidad: Al garantizar que las claves de cifrado son efímeras, PFS protege las conversaciones a largo plazo.
• Protección Contra Vulnerabilidades: Dificulta los ataques donde se intenta comprometer la clave de un usuario para acceder a mensajes antiguos.
• Confianza en la Seguridad: Proporciona a los usuarios una mayor confianza en que su comunicación es realmente privada.

En resumen, Perfect Forward Secrecy en el Protocolo de Signal es un mecanismo esencial que mejora la seguridad y la privacidad de las comunicaciones, asegurando que cada sesión sea independiente y que el acceso a mensajes anteriores sea prácticamente imposible en caso de que las claves sean comprometidas.

Signal utiliza varios algoritmos criptográficos para implementar Perfect Forward Secrecy (PFS). Aquí están los principales:

1. Diffie-Hellman (DH)

Signal utiliza un intercambio de claves basado en el algoritmo de Diffie-Hellman para establecer una clave compartida entre dos usuarios. Este algoritmo permite que ambas partes generen una clave secreta a partir de sus claves públicas y privadas sin tener que compartir la clave secreta en sí. Signal implementa específicamente el Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH), que utiliza curvas elípticas para proporcionar una mayor seguridad con claves más cortas.

2. X3DH (Extended Triple Diffie-Hellman)

X3DH es un protocolo de intercambio de claves que combina el intercambio de claves de Diffie-Hellman con la autenticación de las identidades de los participantes. Utiliza tanto claves públicas como privadas para generar claves de sesión de manera segura. Este enfoque mejora la seguridad y permite la autenticación al mismo tiempo que establece la clave compartida.

3. AES (Advanced Encryption Standard)

Una vez que se ha establecido una clave de sesión mediante el intercambio de claves, Signal utiliza el algoritmo AES para cifrar los mensajes. AES es un estándar de cifrado robusto que proporciona un cifrado simétrico eficiente y seguro.

4. HMAC (Hash-based Message Authentication Code)

Para asegurar la integridad y autenticidad de los mensajes, Signal utiliza HMAC, que combina una función hash con una clave secreta. Esto asegura que el contenido del mensaje no ha sido alterado durante la transmisión.

5. Curve25519

Signal utiliza Curve25519 para realizar operaciones de Diffie-Hellman. Esta curva elíptica es conocida por su alta seguridad y eficiencia, lo que la convierte en una opción ideal para el cifrado en dispositivos móviles y entornos de alto rendimiento.

Resumen

Estos algoritmos trabajan en conjunto para garantizar que cada sesión de comunicación en Signal sea única y que los mensajes anteriores no puedan ser descifrados si una clave es comprometida. Al implementar Perfect Forward Secrecy de esta manera, Signal proporciona un nivel de seguridad y privacidad que es fundamental en la comunicación digital moderna.