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Yorick Barbanneau 2019-03-19 19:22:50 +01:00
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commit cbba4a04d0

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@ -5,28 +5,27 @@ L'authentification par smartcard et Infrastructure par clé publique
Depuis toujours, l'authentification sur des systèmes informatique est Depuis toujours, l'authentification sur des systèmes informatique est
principalement régie par l'utilisation du couple identifiant / mot de passe. principalement régie par l'utilisation du couple identifiant / mot de passe.
C'est pourtant un facteur d'identification peu fiables : utilisation du même mot C'est pourtant un facteur d'identification peu fiable : utilisation du même mot
de passe pour plusieurs - voir tous les - services, mot de passe faible, progrès de passe pour plusieurs - voir tous les - service(s), faible, progrès techniques
technique rendant leur cassage plus efficaces etc. Dans un communiqué de presse rendant leur cassage plus efficaces etc. Dans un communiqué de presse du W3C et
du W3C et de l'Alliance FIDO : de l'Alliance FIDO :
Les mots de passe volés, faibles ou par défaut > Les mots de passe volés, faibles ou par défaut
sont à l'origine de 81% des atteintes à la protection des données. > sont à l'origine de 81% des atteintes à la protection des données.
Il existe des solution pour pallier cette faiblesse, avec notamment Il existe des solutions pour pallier ces faiblesses, avec notamment
l'introduction d'un ou plusieurs autres facteurs d'authentification (TOTP, SMS l'introduction d'un ou plusieurs autres facteurs d'authentification (TOTP, SMS
etc.), ou les gestionnaires de mots de passe (keepass, LastPass ...). etc.), ou les gestionnaires de mots de passe (keepass, LastPass ...).
L'authentification par certificats semble être une alternative L'authentification par certificats semble être une alternative intéressante aux
intéressante au traditionnel mot de passe. Nous allons dans ce mémoire parler de traditionnels mots de passe. Nous allons dans ce mémoire parler de la norme
la norme X.509, des infrastructures à clefs publiques, des smartcards et des X.509, des infrastructures à clefs publiques, des smartcards et des attaques
attaques connues. connues.
## La norme X.509 ## La norme X.509
La norme X.509 régissant les formats les format pour les certificats à clé La norme X.509 régissant les formats pour les certificats à clé publique. Elle
publique. Elle est définie par l'Union Internationale des Télécommunications et est définie par l'Union Internationale des Télécommunications et établie :
établie :
- Le **format de certificat** - Le **format de certificat**
- La **liste de révocation** des certificats - La **liste de révocation** des certificats
@ -47,7 +46,7 @@ humain, matériels ou logiciels, destinés à gérer les clefs publiques des
utilisateurs d'un système. utilisateurs d'un système.
Cette infrastructure est utilisée pour créer, gérer, distribuer et révoquer des Cette infrastructure est utilisée pour créer, gérer, distribuer et révoquer des
certificats certificats.
#### La PKI elle va te crypter l'Internet du digital #### La PKI elle va te crypter l'Internet du digital
@ -58,7 +57,7 @@ le fonctionnement du chiffrement TLS.
## Une SmartCard? ## Une SmartCard?
Maintenant que nous avons parlé de la norme X.509, nous allons parler de notre Maintenant que nous avons parlé de la norme X.509, nous allons parler de notre
**startcard**. D'après Wikipedia ([source](l_sc-wiki)) : **startcard**. D'après Wikipédia ([source](l_sc-wiki)) :
> Une carte à puce est une carte en matière plastique, voire en papier ou en > Une carte à puce est une carte en matière plastique, voire en papier ou en
> carton, de quelques centimètres de côté et moins d'un millimètre d'épaisseur, > carton, de quelques centimètres de côté et moins d'un millimètre d'épaisseur,
@ -95,18 +94,18 @@ Certaines smartcards permettent la génération de certificats.
PKCS pour *Public Key Cryptographics Standard* est un ensemble de spécifications PKCS pour *Public Key Cryptographics Standard* est un ensemble de spécifications
portées au départ par la Société *RSA Security* afin d'implanter les techniques portées au départ par la Société *RSA Security* afin d'implanter les techniques
liées à la cryptographie par clé publique. Par la suite, beaucoup de ces liées à la cryptographie par clé publique. Par la suite, beaucoup de ces
spécifications sont devenues des standard par le biais de RFC écrite par le spécifications sont devenues des standard par le biais de RFC écrites par le
groupe de travail PKIX[^n_pkix] de l'IETF. groupe de travail PKIX[^n_pkix] de l'IETF.
Les plus utiles ici sont : Les plus utiles ici sont :
- **PKCS#7** : standard de syntaxe de message cryptographiques, normalisé par - **PKCS#7** : standard de syntaxe de message cryptographiques, normalisé par
les RFC 2315 et 5653. les RFC 2315 et 5653.
- **PKCS#11** : API définissant une interface générique pour les périphériaues - **PKCS#11** : API définissant une interface générique pour les périphériques
cryptographiques. cryptographiques.
[^n_pkix]:Public Key Infrastructure X.509, groupe de travail de l'IETF dédié aux [^n_pkix]:Public Key Infrastructure X.509, groupe de travail de l'IETF dédié aux
intrastructures à clé publiques infrastructures à clé publiques
### Le Web plus accessible aux authentifications par certificats ### Le Web plus accessible aux authentifications par certificats
@ -114,11 +113,11 @@ Aujourd'hui, l'un des principaux défauts de l'authentification par certificats,
c'est qu'elle n'est pas déployée largement : seul un petit nombre de services c'est qu'elle n'est pas déployée largement : seul un petit nombre de services
l'utilisent. l'utilisent.
Cependant, supporté par le constat que les mots de passe perdent Cependant, supporté par le constat que les mots de passe perdent en efficacité,
en efficacité, le standard WebAuthn (pour Web Authentication) a récemment été le standard WebAuthn - pour *Web Authentication* - a récemment été créé et
créé et publiée par le W3C. Ce standard définit une API destinée aux publiée par le W3C. Ce standard définit une API destinée aux navigateurs, aux
navigateurs, aux applications web et aux autres plateformes nécessitant une applications web et aux autres plateformes nécessitant une authentification
authentification forte basée sur clés publiques. forte basée sur clés publiques.
Les grands du Web ont déjà ont déjà mit en place le support de WebAuthn sur Les grands du Web ont déjà ont déjà mit en place le support de WebAuthn sur
leurs outils : Windows 10, Android, Google Chrome, Mozilla Firefox, leurs outils : Windows 10, Android, Google Chrome, Mozilla Firefox,
@ -129,10 +128,11 @@ encourager une adoption plus large de ce type d'authentification.
### Attaques par canal auxiliaire ### Attaques par canal auxiliaire
Les attaques par canal auxiliaire regroupe les attaques qui tentent d'exploiter Les attaques par canal auxiliaire regroupe les attaques qui tentent
des failles sur l'implémentation des procédures de sécurité plutôt que sur les **d'exploiter des failles sur l'implémentation** des procédures de sécurité
procédures elles-mêmes. Voici une liste de types d'attaques par canal plutôt que sur les procédures elles-mêmes. Voici une liste de types d'attaques
auxiliaire sur lesquels on va s'attarder car elles touchent les smartcard : par canal auxiliaire sur lesquels on va s'attarder car elles touchent les
smartcard :
#### Attaque par sondage #### Attaque par sondage
@ -153,7 +153,7 @@ contrecarrée en apposant du bruit sur le circuit ou en le blindant.
#### Analyse d'émanations électromagnétiques #### Analyse d'émanations électromagnétiques
Semblable à l'Analyse de consommation, à ceci prêt qu'on ne s'attache pas, cette Semblable à l'analyse de consommation, à ceci prêt qu'on ne s'attache pas, cette
fois ci à, l'énergie consommée mais au rayonnement électromagnétique émis par un fois ci à, l'énergie consommée mais au rayonnement électromagnétique émis par un
appareil. A l'instar de la consommation en énergie, le rayonnement n'est pas appareil. A l'instar de la consommation en énergie, le rayonnement n'est pas
le même en fonction des opérations exécutées par le terminal. L'étude du le même en fonction des opérations exécutées par le terminal. L'étude du
@ -176,14 +176,14 @@ efficacité.
### Attaques sur les PKI ### Attaques sur les PKI
Même si elle ne touchent pas directement les smartcard, Il est intéressant de Même si elle ne touchent pas directement les smartcards, Il est intéressant de
parler des attaque sur les infrastructures à clé publiques. parler des attaque sur les infrastructures à clé publiques.
#### Collision MD5 #### Collision MD5
Le MD5 (pour Message Digest 5) est un algorithme de hachage cryptographique Le MD5 pour *Message Digest 5* est un algorithme de hachage cryptographique
permettant d'obtenir l'empreinte d'un fichier / d'une chaine de caractères. Elle permettant d'obtenir l'empreinte d'un fichier / d'une chaine de caractères. Elle
a été inventée par Ronald Rivets en 1991 pour succéder à MD4. a été inventée par **Ronald Rivets** en 1991 pour succéder à MD4.
Il doit être considéré comme obsolète depuis 1996, années de découverte d'une Il doit être considéré comme obsolète depuis 1996, années de découverte d'une
faille dans l'algorithme ouvrant la voie à des collisions. En 2004 une équipe de faille dans l'algorithme ouvrant la voie à des collisions. En 2004 une équipe de
@ -199,32 +199,35 @@ deux certificats X.509 différents ayant la même signature MD5 en 2006.
##### Attaque par collision ##### Attaque par collision
Une attaque par collision est menée sur une fonction de hashage cryptographique Une attaque par collision est menée sur une fonction de hashage cryptographique
afin trouver deux entrées différentes donnant lieux au même résultat. Comme la afin trouver **deux entrées différentes donnant lieux au même résultat**. Comme
plupart des fonctions de signature électronique le font sur le hash d'un la plupart des fonctions de signature électronique se font sur le *condensat*
document plutôt que sur le document lui-même. Ainsi s'il est possible de d'un document plutôt que sur le document lui-même. Ainsi s'il est possible de
produire deux documents avec le même hash, leurs signatures sera strictement produire deux documents avec le même *condensat*[^n_hash], leurs signatures
la même. Il suffit alors d'envoyer à l'autorité de certification le document seront strictement identiques. Il suffit alors d'envoyer à l'autorité de
légitime et copier la signature obtenue sur le document frauduleux. certification le document légitime et **copier la signature obtenue sur le
document frauduleux**.
[^hash]:Le mot français pour *hash*
##### Attaque par collision avec préfixe choisi ##### Attaque par collision avec préfixe choisi
Dans le cadre de certificats, les choses se compliquent un peu : c'est Dans le cadre de certificats, les choses se compliquent un peu : c'est
l'autorité de certification qui génère le certificat en fonction des **l'autorité de certification qui génère le certificat** en fonction des
informations contenues dans le CSR. L'attaquant doit alors manipuler les données informations contenues dans le CSR. L'attaquant doit alors manipuler les données
contenues dans le CSR qu'il envoie et y intégrer des blocs de collision pour contenues dans le CSR qu'il envoie et y intégrer des blocs de collision pour
annuler les différences entre les hashes du certificats obtenu et celui forgé. annuler les différences entre les *condensats* du certificats obtenu et celui
Il va jouer sur le préfixe du CSR, d'où le nom de l'attaque. forgé. Il va jouer sur le préfixe du CSR, d'où le nom de l'attaque.
Ce type d'attaque n'est cependant pas aisé, l'attaquant devra anticiper Ce type d'attaque n'est cependant pas aisé, l'attaquant devra **anticiper
certaines informations qui seront intégrées dans le certificat produit par certaines informations** qui seront intégrées dans le certificat produit par
l'autorité. Certaines pourront être influencées comme le champ CN, d'autres l'autorité. Certaines pourront être influencées comme le champ *CN*, d'autres
récupérées sur d'autre certificats signés par la même autorité (le contenu des récupérées sur d'autre certificats signés par la même autorité (le contenu des
champs *issuer* par exemple) et enfin d'autres devront être champs *issuer* par exemple) et enfin d'autres devront être
"devinées" [^n_devinees] - numéro de série du certificat et date d'expiration - "devinées" [^n_devinees] - numéro de série du certificat et date d'expiration -
[Une telle attaque a été démontrée][l_md5_2008] en décembre 2008 par une équipe [Une telle attaque a été démontrée][l_md5_2008] en décembre 2008 par une équipe
de chercheurs menée par Sotirov et Stevens. Ils ont ainsi pu obtenir un de chercheurs menée par Sotirov et Stevens. Ils ont ainsi pu obtenir un
certificat à même de signer n'importe quel autres certificats et reconnu par les certificat à même de signer n'importe quel autre certificat et reconnu par les
principaux navigateurs de l'époque. principaux navigateurs de l'époque.
Une technique similaire a été utilisée par le malware *Flame* découvert en 2012. Une technique similaire a été utilisée par le malware *Flame* découvert en 2012.
@ -232,6 +235,7 @@ Il usurpait une signature de code Microsoft pour se propager au travers de
Windows Update. Windows Update.
[l_md5_2008]:https://www.win.tue.nl/hashclash/rogue-ca/ [l_md5_2008]:https://www.win.tue.nl/hashclash/rogue-ca/
[^n_devinees]:Prédites serait plus adapté, dans l'attaque menée par Sotirov et [^n_devinees]:Prédites serait plus adapté, dans l'attaque menée par Sotirov et
Stevens, l'équipe de chercheurs a réussi prédire ces deux éléments en étudiant le Stevens, l'équipe de chercheurs a réussi prédire ces deux éléments en étudiant le
fonctionnement de l'autorité de certification utilisée. fonctionnement de l'autorité de certification utilisée.
@ -248,14 +252,14 @@ disponibles sur le marché quel que soit leurs marques.
La première démonstration pratique de cette attaque a été faite par Daniel La première démonstration pratique de cette attaque a été faite par Daniel
Bleichenbacher alors chercheur en cryptographie chez *Bell Laboratories* Bleichenbacher alors chercheur en cryptographie chez *Bell Laboratories*
#### fonctionnement de cette attaque #### Comment fonctionne t-elle?
##### Fonctionnement du chiffrement par bloc ##### Le chiffrement par bloc
Avant de rentrer plus en détail dans le fonctionnement de l'attaque par oracle Avant de rentrer plus en détail dans le fonctionnement de l'attaque par oracle
de padding, il est nécessaire d'expliquer le fonctionnement du chiffrement par de padding, il est nécessaire d'expliquer le fonctionnement du chiffrement par
bloc. Il exxiste une multitude de chiffrement par bloc, nous resterons sur le bloc. Il existe une multitude de façon de chiffrer par bloc, nous resterons sur
mode CBC *Cipher Block Chaining*. le mode CBC *Cipher Block Chaining*.
![Fonctionnement du chiffrement par bloc en mode CBC](./files/CBC.svg) ![Fonctionnement du chiffrement par bloc en mode CBC](./files/CBC.svg)
@ -283,7 +287,7 @@ valeur hexadécimale `0x03` qui représente le nombre d'octets manquant [2].
##### L'attaque par oracle de padding ##### L'attaque par oracle de padding
Une **oracle de padding** est un mechanisme prenant un bloc chiffré en entrée, Une **oracle de padding** est un mécanisme prenant un bloc chiffré en entrée,
de déchiffre et averti l'utilisateur si le padding est correct ou non. de déchiffre et averti l'utilisateur si le padding est correct ou non.
Le chiffrement par bloc en mode *CBC* a un énorme défaut : l'intégrité des Le chiffrement par bloc en mode *CBC* a un énorme défaut : l'intégrité des
@ -347,16 +351,16 @@ comme les smartcards.
## Conclusion ## Conclusion
L'authentification par smartcards liée à une PKI est intéressante à bien des L'authentification par smartcards liée à une PKI est intéressante à bien des
égard, réservé jusque là au monde de l'entreprise de par la complexité de égard, réservée jusque là au monde de l'entreprise de par la complexité de
l'infrastructure à déployer. Mais l'apparition de périphériques comme les l'infrastructure à déployer. Mais l'apparition de périphériques comme les
*Yubikey* et la nécessité de pallier aux problèmes des mots de passes pousse les *Yubikey* et la nécessité de pallier aux problèmes des mots de passes pousse les
entreprises touchant le grand public à trouver des solutions; *WebAuth* en est entreprises touchant le grand public à trouver des solutions; *WebAuth* en est
la preuve. la preuve (mais sans la partie PKI).
Il est cependant utopique de penser que les smartcards résolvent tous les Il est cependant utopique de penser que les smartcards résolvent tous les
problèmes, bien au contraire. Nous avons vu qu'il est possible d'attaquer problèmes, bien au contraire. Nous avons vu qu'il est possible d'attaquer
directement l'infrastructure de clés[^n_infra]. Mais il est est aussi possible directement l'infrastructure de clés[^n_infra]. Mais il est est aussi possible
d'attaquer le périphérique lui même. N'oublions pas que celui-ci est complexe, d'attaquer le périphérique lui même: n'oublions pas que celui-ci est complexe,
équipé de plusieurs processeurs et d'un système d'exploitation, agrandissant la équipé de plusieurs processeurs et d'un système d'exploitation, agrandissant la
surface d'attaque[^n_yubikey]. surface d'attaque[^n_yubikey].