Quand la proximité n'est pas la présence
Summary: Un signal radio peut suggérer qu'un appareil est proche. Cela ne suffit pas, à lui seul, à établir que deux appareils partagent réellement la même situation physique.
Dans de nombreux systèmes numériques, la proximité est traitée comme une propriété de sécurité. Une clé sans contact déverrouille un véhicule. Un badge ouvre une porte. Un téléphone autorise une interaction parce qu'il semble être à courte distance.
Cette hypothèse est pratique. Elle n'est pourtant pas équivalente à une preuve de présence.
Proximité, distance et co-présence ne désignent pas la même chose
La proximité décrit une relation spatiale estimée entre deux objets. Selon la technologie, elle peut être inférée à partir de la puissance reçue, du temps de propagation, de la visibilité d'un émetteur ou d'autres propriétés du canal.
La co-présence, au sens de la sécurité, pose une question plus exigeante : les deux dispositifs participent-ils réellement à la même situation physique, au même endroit et au même moment ?
Cette distinction est importante parce qu'une mesure n'est jamais la propriété qu'elle cherche à représenter.
Un RSSI élevé, par exemple, signifie qu'un récepteur observe un signal relativement puissant. La puissance reçue dépend cependant de nombreux paramètres : puissance d'émission, antennes, orientation, obstacles, réflexions et propagation multi-trajets. En conséquence, le RSSI peut être utile comme indicateur de proximité, mais il ne constitue pas à lui seul une preuve cryptographique de distance ou de co-présence.
La proximité est une mesure. La co-présence est une affirmation de sécurité.
Le problème des attaques par relais
Une attaque par relais illustre directement cette différence.
Son principe n'exige pas nécessairement de casser le chiffrement ou de connaître les secrets utilisés par les dispositifs. L'attaquant peut chercher à transporter la communication entre deux équipements légitimes éloignés afin que chacun interagisse comme si l'autre se trouvait à portée.
Francillon, Danev et Čapkun ont démontré ce principe sur des systèmes automobiles Passive Keyless Entry and Start. Leur expérimentation sur dix modèles de huit constructeurs montrait qu'un relais pouvait permettre l'accès et le démarrage alors que la clé réelle restait distante. Les auteurs soulignaient également que leur attaque était indépendante de la présence d'une authentification ou d'un chiffrement forts.
Le point essentiel dépasse l'automobile : une identité légitime peut participer à une interaction dont la topologie physique est fausse.
Pourquoi « courte portée » ne veut pas dire « non relayable »
Bluetooth, NFC et d'autres technologies sans fil ont une portée physique attendue. Cette portée réduit naturellement certaines possibilités d'interaction, mais elle ne doit pas être confondue avec une preuve absolue de présence.
Le NIST rappelle explicitement, dans SP 800-63B, que les connexions sans fil utilisées par des authentificateurs peuvent être exposées à l'écoute, à l'injection et aux attaques par relais. Autrement dit, la portée nominale du média fait partie du modèle de risque ; elle ne résout pas à elle seule la question.
La littérature sur la Zero-Interaction Authentication arrive à une conclusion similaire. Truong et al. décrivent les systèmes fondés uniquement sur la détection d'un dispositif personnel via un canal radio courte portée comme vulnérables aux attaques par relais et étudient l'utilisation d'informations contextuelles pour détecter la co-présence.
Mesurer la distance n'est pas non plus la même question
Des techniques plus avancées cherchent à mesurer une distance physique, notamment à partir du temps de propagation. Elles peuvent fournir des propriétés beaucoup plus fortes que la simple puissance reçue.
Mais il reste utile de distinguer les concepts.
Une mesure de distance répond principalement à :
À quelle distance semble se trouver l'autre dispositif ?
Une preuve de co-présence cherche plutôt à répondre à :
Avons-nous suffisamment d'éléments pour conclure que ces deux dispositifs participent réellement à la même situation physique ?
Les deux questions sont liées. Elles ne sont pas identiques.
L'environnement comme information de sécurité
Une autre famille de travaux considère le contexte physique partagé.
L'intuition est simple : deux dispositifs réellement co-présents peuvent observer certaines caractéristiques communes de leur environnement, tandis qu'un dispositif distant en observe d'autres.
Conti et al. regroupent sous le terme de Contextual Co-presence (COCO) des techniques utilisant des informations contextuelles pour améliorer la vérification de proximité. Leur revue souligne également qu'il n'existe pas de solution idéale : sécurité, efficacité, coût de déploiement et utilisabilité impliquent des compromis.
Cela interdit une conclusion simpliste du type « le contexte prouve toujours la présence ». La qualité d'une preuve dépend du signal observé, du modèle d'attaquant, de la reproductibilité du contexte et du protocole qui exploite cette information.
La question que pose Keypulse
C'est dans cette distinction que se situe le travail de recherche de Keypulse.
Le problème n'est pas simplement de déterminer si un appareil semble proche. Il consiste à étudier comment une interaction numérique peut obtenir des éléments concernant une propriété du monde physique : la co-présence.
Cela conduit à déplacer la question de sécurité.
Au lieu de demander seulement :
« Qui est cet appareil ? »
ou :
« Quelle distance semble nous séparer ? »
on peut aussi demander :
« Qu'est-ce qui permet d'établir que nous sommes réellement ici, ensemble, maintenant ? »
Répondre rigoureusement à cette question nécessite de distinguer mesure radio, distance, contexte et preuve de co-présence. C'est cette distinction qui servira de base aux prochains articles de cette série.
Références
- NIST, SP 800-63B --- Digital Identity Guidelines: Authentication and Authenticator Management, section sur les connexions sans fil. https://pages.nist.gov/800-63-4/sp800-63b/authenticators/
- Aurélien Francillon, Boris Danev, Srdjan Čapkun, Relay Attacks on Passive Keyless Entry and Start Systems in Modern Cars, NDSS, 2011. https://eprint.iacr.org/2010/332
- Hien Thi Thu Truong et al., Comparing and fusing different sensor modalities for relay attack resistance in Zero-Interaction Authentication, IEEE PerCom, 2014, DOI: 10.1109/PerCom.2014.6813957. https://research.aalto.fi/en/publications/comparing-and-fusing-different-sensor-modalities-for-relay-attack/
- Mauro Conti et al., Context-based Co-presence Detection Techniques: A Survey, Computers & Security, 2019, DOI: 10.1016/j.cose.2019.101652. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167404819301968