虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称VPN）是一种通过公共网络建立私有加密连接的技术。它通过在现有网络基础设施上创建安全的"隧道"，使得远程用户能够像直接连接到私有网络一样安全地访问网络资源。
VPN技术最早由Microsoft员工于1996年提出，最初目的是为了让企业员工能够安全地远程访问公司内部资源。随着互联网的普及和隐私问题的凸显，VPN技术逐渐从企业应用扩展到个人用户领域。
从技术架构来看，VPN系统通常由三部分组成：VPN客户端（用户设备上的软件）、VPN服务器（通常由服务提供商运营）以及连接两者的加密隧道。当用户启动VPN连接时，客户端会与服务器建立加密通道，所有网络流量都将通过这个通道传输，从而确保数据的机密性和完整性。
VPN的核心技术在于其加密隧道机制。当数据从用户设备发出时，VPN客户端会先对数据进行加密处理，然后通过特殊的封装协议将其打包。这个封装过程就像把信件放入防拆的安全信封，只有指定的接收方才能打开。
常用的封装协议包括：
封装后的数据包通过公共网络传输到VPN服务器，服务器解密后将其转发到目标地址。返回的数据也遵循同样的路径，形成双向的安全通信通道。
VPN的安全性很大程度上依赖于其采用的加密算法。现代VPN服务通常使用以下几种加密标准：
| 加密算法 | 类型 | 密钥长度 | 安全性 |
|---|---|---|---|
| AES | 对称加密 | 128/192/256位 | 极高 |
| RSA | 非对称加密 | 2048/4096位 | 高 |
| ECDHE | 密钥交换 | 256/384位 | 极高 |
| SHA-2 | 哈希算法 | 256/384/512位 | 高 |
AES（高级加密标准）是目前最主流的对称加密算法，提供128位、192位和256位三种密钥长度。AES-256被美国政府用于保护最高机密信息，也是商业VPN的黄金标准。
| 协议 | 加密强度 | 速度 | 适用场景 | 端口 |
|---|---|---|---|---|
| OpenVPN | 极高 | 中 | 通用，跨平台 | UDP 1194 |
| IKEv2/IPSec | 高 | 快 | 移动设备 | UDP 500 |
| WireGuard | 高 | 极快 | 高性能需求 | UDP 51820 |
| L2TP/IPSec | 中 | 慢 | 旧设备兼容 | UDP 1701 |
| SSTP | 高 | 中 | 绕过防火墙 | TCP 443 |
企业VPN允许员工通过加密隧道安全访问内部资源，如文件服务器、数据库和内部应用系统。这种架构下，VPN网关通常部署在企业网络边界，实施严格的身份认证和访问控制。
个人用户使用VPN主要出于以下目的：
在某些特殊行业，VPN技术有专门的应用：
WireGuard是一种新型VPN协议，相比传统协议具有显著优势：
零信任安全模型正在改变传统VPN的架构，其核心原则包括：
随着量子计算的发展，现有加密算法面临挑战：