Lundi de la Cybersécurité : Les attaques par canaux cachés

Dans le numérique, parmi toutes les technologies qui menacent vos informations, une catégorie peu connue mais dangereuse pour la confidentialité des informations que l’on utilise, que l’on stocke ou que l’on transmet est l’attaque basée sur les propriétés d’un équipement de chiffrement.

Un calculateur qui déroule un algorithme cryptographique consomme du courant électrique, avec des pics et des creux qu’un oscilloscope révèle. Cela induit des vulnérabilités qui peuvent renseigner sur les clés de chiffrement. La confidentialité des données est alors remise en question par ces dispositifs de cryptanalyse.

Et il n’y a pas que la consommation électrique… Les signaux électromagnétiques se propagent et sont donc enregistrables et identifiables. Les changements de tension au sein d’une résistance ou d’un condensateur s’accompagnent de vibrations mécaniques. L’activité électromagnétique, le bruit, le temps d’exécution d’un ordinateur qui opère une activité de chiffrement peuvent renseigner sur les clés de chiffrement utilisées. Ce travail de cryptanalyse n’est évidemment pas à la portée de tous, mais il y a des cryptanalystes qui sont redoutables pour interpréter ces signaux cachés.

Les câbles sous-marins qui acheminent la presque totalité des informations de l’Internet entre les continents, induisent moins de bruit que les explosions sur les pipelines de Nord Stream, mais peuvent être une source inépuisable de captation de secrets, surtout par des sous-marins équipés pour cette fonction.

Alors que faire quand on utilise des données sensibles ? Renoncer à sa liberté de circuler en s’enfermant dans une cage de Faraday, ainsi que le recommande la norme Tempest ? Blinder son smartphone en l’enfermant dans un boitier qui va décupler son poids pour en limiter le rayonnement électromagnétique ? Mon smartphone si léger dans un lourd boîter métallique, quelle horreur !

Il est sûr qu’il est utile de connaître ce que sont les attaques par canaux cachés, dites aussi attaques par canaux auxiliaires. Elles méritaient un Lundi de la cybersécurité ! C’est pour le Lundi de novembre, avec un de plus grands experts du domaine, le professeur Jean-Jacques Quisquater pour nous en parler.

Ces attaques sont bien connues des militaires depuis longtemps et ce fut alors classifié. On parlait alors d’émissions compromettantes. Dans les années 80, elles furent pratiquement découvertes dans plusieurs laboratoires industriels en Europe sans être publiées et, je suis témoin, même censurées sans aucune action. Puis, en 1996, Paul Kocher publia sa première attaque en mesurant le temps d’exécution de divers algorithmes cryptographiques, à distance !, et il nous montrait qu’on pouvait ainsi récupérer la clé secrète. Ce fut alors le début d’une révolution, qui continue.

Nous parlerons en termes pratiques et illustrés de ces différentes attaques :

• les attaques passives où on « écoute » seulement les fuites de ces canaux cachés (son, temps, ondes électromagnétiques, etc) d’ordinateurs, serveurs, microprocesseurs et ces attaques ne peuvent donc pas être détectées : dans certains cas cela peut se faire à grande distance (sur internet)
• les attaques actives avec diverses méthodes d’injection (lumière, chaleur, laser, faisceau de cyclotron, ondes électromagnétiques, utilisation des protocoles, etc) pour engendrer des fautes transitoires ou permanentes qui perturbent les résultats des calculs. Le but le plus souvent est de capter les informations indirectes qui donneront, après transformations et calculs, la clé secrète convoitée. Ici, il faudra avoir accès ou être proche de l’objet attaqué mais c’est bien sûr possible pour beaucoup d’objets dans la nature (carte à puce, IoT, etc).

Ils existent de nombreuses contremesures à ces attaques, bien appliquées dans le domaine des cartes à puce. Dans le cas de la consommation électrique (attaques dites SPA et DPA), les contremesures ont été vigoureusement brevetées et ont donné lieu à une lutte juridique intense entre les inventeurs (ils furent les gagnants) et les principales firmes de carte à puce.

Plusieurs conférences internationales, CARDIS, CHES, et autres, reprennent ces recherches actuelles et sont fort suivies.

Les attaques les plus subtiles (Spectre, Meltdown), liées aux caches ou à la prédiction d’instructions, ont été contenues en imposant une nouvelle conception des processeurs à Intel, AMD, IBM, etc.

Ces attaques ne sont pas confinées au matériel mais bien aussi, et surtout dans les cas pratiques, au logiciel. Un logiciel qui utilise une clé secrète en un temps non constant est un logiciel dangereux et il y en a beaucoup. Un autre vecteur d’attaque est un programme espion qui parvient à partager un processeur avec un programme cible. L’imagination est donc bien au pouvoir.

Organisés par Béatrice Laurent et Gérard Peliks, directeur adjoint du MBA Management de la Cybersécurité De Vinci Executive Education avec la logistique en présentiel ou en distanciel de l’université de Paris, les « Lundi de la cybersécurité » se tiennent un lundi par mois, de 18h à 20h. Entre 150 et 200 participants assistent et peuvent aussi, à la suite de la présentation, poser des questions aux intervenants. S’ensuivent des débats très intéressants entre experts du sujet traité.