Brevet FR2747813A1 — publié le 19971024

SYSTENE SÉCURISÉ DE CONTROLE D'ACCUS PERMETTANT L'INVALIDATION AUTOMATIQUE DE CLÉS ÉLECTRONIQUES VOLÉE8 OU PERDUES ET/OU LE TRANSFERT D'HABILITATION A PRODUIRE DES CLÉS. La présente invention se rapporte à un système sécurisé de contrôle d'accès permettant l'invalidation automatique des clés logiques volées ou perdues et/ou le transfert d'habilitation à produire des clés. L'invention s'applique tout particulièrement au domaine du contrôle d'accès à des bâtiments, à des systèmes informatiques ou à toutes sortes d'objets dont l'ouverture ou l'utilisation doit être contrôlée. On connait de la demande PCT/FR95/00935 publiée sous le numéro W096/02899, un système de contrôle d'accès limités à des plages horaires autorisées et renouvelables. Ce système repose sur l'utilisation de support de mémorisation portables tels que des cartes à puce (cartes à circuits intégrés) à contacts affleurants ou sans contacts, des cartes magnétiques, des badges des clés électroniques à contact ou sans contact. Ces supports sont distribués à tous les utilisateurs pour qui l'accès sera autorisé. Pour cela, les supports de mémorisation possèdent en mémoire une clé électronique donnant un droit d'accès. Cette clé comprend une donnée correspondant à une période d'autorisation d'accès et une signature numérique de cette donnée. La période d'utilisation correspond en pratique à une date d'utilisation et à une plage horaire d'utilisation si bien que la clé n'est valable que pendant un jour et pour la plage horaire définie. Ces clés ont une durée de vie courte et sont particulièrement bien adaptées à une application telle que la distribution ou le ramassage du courrier par un préposé. L'utilisateur d'un tel support doit tous le jours recharger son support avec une nouvelle clé valable. Le problème du vol ou de la perte d'un support d'information comportant une telle clé ne se pose plus puisque la durée de vie de la clé logique est éphémère. La personne qui a trouvé ou volé le support ne pourra plus l'utiliser le lendemain. I1 n'est de ce fait même plus utile de tenir une liste noire de toutes les supports volés ou perdus. Ce système de contrôle d'accès est très efficace dans des applications pour lesquelles on ne désire pas donner un droit d'accès permanent ou de très longue durée. En revanche, il s'avère ne pas être adapté dans le cas contraire. Des systèmes de contrôle plus anciens proposent la tenue d'une liste noire pour les support volés ou perdus afin d'empêcher que les personnes non autorisées qui détiennent de tels supports ne puissent pas accéder à l'ensemble protégé. La tenue de telles listes nécessite une intervention aupres des serrures électroniques. I1 faut en effet enregistrer sur les serrures les numéros d'identification des supports volés ou perdus après que leur titulaire en ait fait la déclaration. Ces interventions sont contraignantes. La présente invention a pour objet de résoudre ce problème. Le système sécurisé de contrôle d'accès proposé permet l'invalidation automatique des clés déclarées perdues ou volées. En effet selon l'invention, il n'y aucune intervention particulière à effectuer auprès des serrures électroniques. Ce sont les supports des utilisateurs qui vont permettre d'effectuer automatiquement une invalidation des supports volés ou perdus. D'autre part, dans le cas où une personne ayant une habilitation à produire des clés électroniques et à les enregistrer sur les supports de mémorisation, se voit retirer cette habilitation (dans le cas des droits d'accès à un immeuble, il s'agit par exemple du changement de syndic ou du gestionnaire de l'immeuble), le transfert d'habilitation à une autre personne, impose de donner à tous les utilisateurs qui avaient des droits d'accès, de nouveaux supports sur lesquels les clés électroniques sont calculées avec le moyen de production de clé qui détient la nouvelle habilitation. Ceci est une contrainte qui entraîne des frais importants. Le système sécurisé de contrôle d'accès selon l'invention permet de résoudre également ce problème, les supports délivrés restent toujours valables même en cas de transfert d'habilitation à une autre personne ou plus exactement à un autre moyen de production de clés. L'invention à plus particulièrement pour objet un système de contrôle d'accès au moyen d'un support de mémorisation portable (C) sur lequel est enregistrée une clé électronique (CL) incluant une donnée d'identification de l'utilisateur, et un moyen assurant une fonction de serrure électronique (L) apte à autoriser l'accès dans le cas où le support de mémorisation comporte la clé électronique requise, principalement caractérisé en ce que - la clé électronique comporte en outre une donnée propre DpA au support, et la signature numérique S de ces données, - ces données sont enregistrées dans la serrure à la première utilisation du support, - on produit une nouvelle clé électronique et on enregistre cette clé sur un autre support de mémorisation pour ce même utilisateur dans le cas de perte ou de vol du support précédent, avec une nouvelle donnée propre ayant une valeur supérieure à la précédente et invalidant la prédédente, - à chaque utilisation du support, la serrure (L) vérifie la signature numérique S et vérifie que la donnée propre DpA de la clé CL du support est égale ou supérieure à la donnée déjà enregistrée et n'autorise l'accès que lorsque ces conditions sont réalisées. Selon une autre caractéristique, la signature S est calculée à partir d'un algorithme à clé secrète k et d'une clé publique K correspondante par des moyens de production LE, la serrure possède en mémoire la clé publique K, une fonction de vérification VK de cette signature S et des moyens pour mettre en oeuvre cette fonction de vérification. Selon une autre caractéristique, pour vérifier une donnée propre DpA à un utilisateur, la serrure - compare la donnée propre DpA présente sur le support, à la donnée déjà enregistrée lors de la première utilisation pour cet utilisateur, et - enregistre cette donnée à la place de la donnée déjà enregistrée lorsque sa valeur est supérieure à la donnée déjà enregistrée. La donné propre DpA à un utilisateur peut être la date de personnalisation de son support de mémorisation. La donnée propre DpA peut être une valeur obtenue par un compteur, cette valeur étant incrémentée à chaque nouvelle version de clé pour un utilisateur donné. Ces opérations permettent de mettre à jour de façon automatique la délivrance d'un nouveau support à un utilisateur par l'enregistrement dans la serrure de la nouvelle donnée propre du support, en remplacement de la précédente. Lorsque l'on personnalise un nouveau support pour un utilisateur donné, la donnée propre DpA (date de personnalisation) a une valeur supérieure à la précédente. La clé électronique CL enregistrée sur un support comporte également une donnée identifiant ce support, ou prendra par exemple comme donnée le numéro de série de fabrication du support. Pour augmenter la sécurité, la serrure électronique comporte une donnée correspondant à une valeur de référence DH; l'autorisation d'accès n'est donnée que si en outre, la donnée propre DpA à l'utilisateur a une valeur inférieure à la valeur de référence DH. La donnée de référence DH est la date courante fournie par une horloge interne de la serrure électronique. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de production comportent une information d'habilitation HA donnée par une autorité pour produire les clés CL, incluant une clé publique K, et la signature numérique CER de cette information; et on opère un transfert d'habilitation à de nouveaux moyens de production en enregistrant une nouvelle clé publique K' et la signature correspondante CER'. La serrure vérifie toute nouvelle habilitation. A cette fin toute nouvelle clé publique est enregistrée dans la serrure électronique pour la vérification avec son certificat qui ne sera pas en principe conservé. Selon une autre caractéristique les données relatives aux moyens de production comportent une donnée d'identification ID, une période de validité VAL et la clé publique K, la période de validité affectée à l'ancienne clé K ayant une date de fin qui correspond à la date de début de validité de la période de validité de la nouvelle clé K', cette date pouvant lui être postérieure (soit par exemple de un mois).. Selon une autre caractéristique, pour la vérification d'une nouvelle version de clé K' de signature CER', la serrure compare et remplace la date de fin de période de validité de l'ancienne clé par la date de début de validité de la clé suivante. Avantageusement, lors d'une vérification d'une clé électronique, la serrure réalise en outre les étapes suivantes - comparer la date de personnalisation DpA à la période de validité VAL de la clé publique K qui a été utilisée, - autoriser l'accès dans le cas où cette date est dans la période de validité de cette clé, et refuser l'accès dans le cas contraire. Les clés publiques K, K' sont obtenues par l'autorité à partir d'une fonction de production FKA à clé publique KA, avec une clé secrète ka. La serrure comporte en mémoire au moment de la vérification une fonction de vérification VKA et la clé KA pour la vérification des signatures CER ou CER'. L'invention à également pour objet, un système de contrôle d'accès au moyen d'un support de mémorisation portable C sur lequel est enregistrée une clé électronique CL, des moyens de production de ces clés électroniques et un moyen assurant une fonction de serrure électronique L apte à autoriser l'accès dans le cas où le support de mémorisation comporte la clé électronique requise, selon lequel les moyens de production comportent une information d'habilitation HA à produire les clés CL, incluant une clé publique K, et la signature numérique CER de cette information, et dans lequel on opère un transfert d'habilitation à de nouveaux moyens de production en enregistrant une nouvelle clé publique K' et la signature correspondante CER'. Cette nouvelle clé publique est, après vérification de l'habilitation, enregistrée dans la serrure électronique L qui vérifie les clés CL produites par ces moyens LE. Selon une autre caractéristique les données relatives aux moyens de production comportent une données d'identification ID, une durée de validité VAL et la clé publique K; la durée de validité affectée à une nouvelle clé K' a une date de départ qui correspond à la date de fin de validité de la période de validité de la clé précédente K. Avantageusement, pour la vérification d'une nouvelle version de clé publique de signature CER', la serrure compare la date de début de période de validité de la nouvelle clé à la date de fin de validité de la clé précédente. Les clés publiques sont obtenues par l'autorité à partir d'une fonction de production FKA à clé publique KA, avec une clé secrète ka, la serrure comportant en mémoire au moment de la vérification une fonction de vérification VKA et la clé KA pour la vérification de ces signatures CER ou CER'. Ainsi, lorsqu'un nouveau moyen de production est en service, ce moyen est déclaré auprès de la serrure qui va contrôler les clés produites par ce moyen. Pour cela, l'autorité enregistre le certificat d'habilitation auprès de la serrure et la clé KA qu'elle a utilisé pour le calcul. Le moyen de production peut lui-même enregistrer son habilitation auprès de la serrure. Les supports dont les clés ont été produites de manière frauduleuse par des moyens qui ne sont plus habilités, ne permettent pas l'accès aux ensembles protégés. En effet, le transfert d'habilitation est réalisé par chargement sécurisé d'une nouvelle clé publique auprès de la serrure. Les clés publiques précédentes sont en principe conservées à moins que l'algorithme de production ait été cassé ou la clé secrète du couple clé secrète, clé publique ait été découverte. D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui est faite à titre indicatif et non limitatif et en regard des dessins sur lesquels: - la figure 1, représente un système de contrôle d'accès sécurisé selon un premier objet de l'invention, - la figure 2, représente un système de contrôle d'accès sécurisé selon un deuxième objet de l'invention. Il est précisé que l'on entend par autorité un organisme possédant des clés secrètes, des moyens aptes à délivrer des clés publiques et des données d'habilitation. On entend par clé secrète, une donnée numérique qui n'est connue que d'un organe de l'autorité ou le moyen de production. On entend par clé publique KA, K, K' une donnée numérique partagée par plusieurs utilisateurs à savoir, l'autorité et les moyens de production des clés électroniques ou les moyens de production et la serrure électronique. On entend par moyens de production LE de clés un appareil de traitement d'informations numériques, par exemple un microodinateur, détenant une information d'habilitation HA et ayant des moyens de calcul pour réaliser la signature numérique de données mettant en oeuvre des fonctions telles qu'un algorithme à clé publique classique. On entend par clé électronique ou clé logique CL, une donnée numérique ou plusieurs données accompagnées de leur signature numérique donnant droit à un accès. L'invention est décrite à titre d'exemple, dans l'application à la gestion d'accès à des immeubles. On pourra se reporter au schéma de la figure 1 pour mieux comprendre. Le support de mémorisation C comprenant les clés électroniques distribuées à des utilisateurs autorisés pourront être soit des cartes à puce, soit des clés à puce, soit des badges ou cartes magnétiques. La transmission entre le support C et la serrure L peut être faite à travers des contacts électroniques ou par des moyens radio-électriques ou par la lecture d'une bande magnétique. A titre d'exemple, on a choisi comme support une carte à puce. Elle comporte une interface d'entrée-sortie I/O 100 et une mémoire non volatile inscriptible électriquement 101. Dans l'exemple décrit, la personnalisation d'un support C consiste en particulier à inscrire en mémoire une information d'identification IDA de l'utilisateur A comportant par exemple son nom, le numéro de son appartement et la donnée propre DpA qui lui est affectée. Il s'agit selon un exemple préféré de réalisation de la date de personnalisation de son support de mémorisation. On inscrit aussi en mémoire une information identifiant le support, il s'agit par exemple du numéro de série NS de fabrication du support. En général, cette information est entrée à la fin de la fabrication, avant de remettre le support à l'autorité AT. La personnalisation des supports est faite par l'appareil LE (et la personne qui l'utilise) qui détient une habilitation HA (ID, KA, CER, K). L'appareil de production LE est par exemple réalisé par un microordinateur de type PC, muni d'un lecteur de cartes. Le schéma de la figure 1, représente schématiquement les différents blocs fonctionnels de cet appareil LE. L'appareil de production LE comporte une unité de traitement de type microprocesseur 200 relié par un bus 201 à des mémoires. Une mémoire volatile travail de type RAM 202 contient les données de l'application. Une mémoire non volatile de type EEPROM comporte en zone protégée la clé secrète k utilisée pour la production des clés électroniques. Elle comporte en outre le programme de production de clés électroniques. Ce programme met en oeuvre un algorithme de production de type algorithme à clé publique FK utilisant la clé secrète k et la clé publique K correspondante. La mémoire 203 comporte en outre le programme de personnalisation qui consiste à écrire la donnée propre, c'est-à-dire selon le mode préféré de réalisation la date DpA du jour de personnalisation (plus l'heure éventuellement). Cette information est obtenue à partir d'une horloge interne 204. La donnée propre peut également être obtenue par un compteur 206 dont la valeur est augmentée (incrémentée de 1 par exemple) à chaque nouvelle version de clé. L'exécution de ces programmes est lancée par la personne habilitée au moyen du clavier 205. Selon un autre aspect de l'invention, la mémoire volatile 203, peut contenir également la clé publique KA et le certificat d'habilitation CER. En effet, un appareil de production LE doit être habilité à produire des clés CL. L'habilitation lui est reprise par l'autorité AT. En pratique, l'autorité lui donne une clé publique K qui va lui servir dans le calcul des clés CL. Cependant, la clé K lui est transmise avec une signature que l'on appelle ici certificat CER. Ce certificat CER est donc la signature numérique d'un ensemble de données incluant l'identité de la personne habilitée ID, sa clé publique K et la période de validité VAL tel que CER = FKA (ID, VAL, K), FKA étant l'algorithme à clé publique, ka étant la clé secrète de calcul du certificat et KA la clé publique correspondante. Ce calcul est fait par l'autorité AT. Les serrures électroniques CL sont constituées par un appareil de type lecteur de cartes à puce ou microordinateur équipé d'une interface lecteur de cartes à puce pour l'exemple de réalisation décrit. La serrure L comporte une unité de traitement 300, une mémoire non volatile 301 électriquement programmable et une mémoire de travail 302. La mémoire 301 comprend le programme de vérification des clés mettant en oeuvre une fonction de vérification VK des clés électroniques CL. Cette mémoire 301 contient également la clé publique K correspondant à la clé secrète k qui été utilisée pour la production des clés CL. La serrure L permet, selon un premier objet de l'invention, de détecter de fausses clés électroniques. Pour cela, la serrure compare la date de personnalisation DpA de la clé CL à la date de personnalisation qu'elle a en mémoire pour le même support (identification IDA). S'il y a égalité, la serrure autorise l'accès. Si la date DpA > à la date de personnalisation présente dans la serrure, alors il s'agit d'une nouvelle version de clé, la serrure met à jour sa liste de clés, c'est-à-dire qu'elle enregistre la nouvelle à la place de l'ancienne. S'il la date DpA L'accès est interdit. Il n'y a pas de mise à jour de la liste des clés. Lorsque l'on affecte une habilitation HA le couple clé publique et certificat CER de l'appareil LE de production des clés ainsi que la clé KA sont enregistrés dans la serrure en mémoire de travail par exemple, pour permettre à la serrure d'effectuer une vérification de l'habilitation. Cette vérification est faite à chaque nouvelle habilitation. Pour cela la serrure contient aussi le programme de vérification du certificat, ce programme mettant en oeuvre une fonction de vérification VKA du certificat. A l'issue de cette vérification, si le certificat correspond bien à la clé publique K la clé est enregistrée en mémoire EEPROM, le certificat et la clé KA ne sont pas conserves. Lorsqu'un changement d'habilitation à lieu, un certificat CER' pour une nouvelle clé K' est calculé par l'autorité AT et chargé dans l'appareil LE, on pourra se reporter pour la suite au schéma de la figure 2. Ainsi conformément à un deuxième objet de l'invention, ce changement d'habilitation consiste à utiliser une nouvelle clé publique K' et à affecter cette nouvelle clé K' à l'appareil. Des clés électroniques CL calculées par 1' appareil qui avaient l'ancienne clé publique K seront toujours valables ainsi que les nouvelles qui sont produites par un appareil qui a la clé K', dès l'instant ou la serrure a vérifié cette nouvelle habilitation. On choisit la durée de validité affectée à la clé K pour qu'elle ait une date de fin de validité égale à la date de début de la période de validité affectée à la clé K' ou une date légèrement postérieure (un mois par exemple).. Dans le cas ou un appareil de production LE a une donnée d'habilitation HA (ID, KA, CER, K) qu'il s'agisse d'une première habilitation ou d'une nouvelle habilitation, et dans le cas où les clé produites CL (S, DpA, IDA) ont une donnée propre telle que la date de personnalisation du support sur lequel elles sont enregistrées, la serrure pourra vérifier les conditions d'accès énoncées dans la première partie de la description et en outre comparer la date DpA à la période de validité de la clé publique de l'appareil. Cette comparaison va permettre par exemple de déceler les clés CL qui auraient été produites alors que l'appareil de production LE n'avait plus l'habilitation. En effet, les dates de personnalisations DpA tombent obligatoirement soit dans l'une, soit dans l'autre des périodes de validité VAL ou VAL' des clés K ou K'. Dans chaque cas, la serrure pourra alors comparer la date de personnalisation à la période de validité correspondant à la clé publique correspondante. La serrure autorise l'accès lorsque, à l'issue de cette vérification, elle trouve que la date DpA est à l'intérieur de la période de validité de la clé publique correspondante. Comme chaque clé publique K ou K' a une période de validité qui lui est propre, il est facile de détecter la fraude. REVENDICATIONS 1. Système de contrôle d'accès au moyen d'un support de mémorisation portable (C) sur lequel est enregistrée une clé électronique CL incluant une donnée d'identification de l'utilisateur, et un moyen assurant une fonction de serrure électronique (L) apte à autoriser l'accès dans le cas où le support de mémorisation comporte la clé électronique requise, caractérisé en ce que - la clé électroniaue CL comporte en outre une donnée propre DpA au support, et la signature numérique S de ces données, - ces données sont enregistrées dans la serrure à la première utilisation du support, - on produit une nouvelle clé électronique CL' et on enregistre cette clé sur un nouveau support de mémorisation pour ce même utilisateur dans le cas de perte ou de vol du support précédent, avec une nouvelle donnée propre DpA' ayant une valeur supérieure à la précédente et invalidant la précédente, - à chaque utilisation du support, la serrure (L) vérifie la signature numérique S et vérifie que la donnée propre DpA de la clé CL du support est égale ou supérieure à la donnée déjà enregistrée et n'autorise l'accès que lorsque ces conditions sont réalisées. 2. Système de contrôle d'accès selon la revendication 1, caractérisé en ce que la signature S est calculée à partir d'un algorithme à clé secrète k et d'une clé publique K correspondante/ par des moyens de production LE, et en ce que la serrure possède en mémoire la clé publique K, une fonction de vérification (VK) de cette signature S et des moyens pour mettre en oeuvre cette fonction de vérification. 3. Système de contrôle d'accès selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour vérifier une donnée propre DpA à un utilisateur, la serrure - compare la donnée propre DpA présente sur le support, à la donnée déjà enregistrée lors de la première utilisation pour cet utilisateur, et - enregistre cette donnée à la place de la donnée déjà enregistrée lorsque sa valeur est supérieure à la donnée déjà enregistrée. 4. Système de contrôle d'accès selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la donnée propre (DpA) affectée au support d'un utilisateur A est la date de personnalisation de son support de mémorisation. 5. Système de contrôle d'accès selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la donnée propre est une valeur obtenue par un compteur (206), cette valeur étant incrémentée à chaque nouvelle version de clé pour un utilisateur donné. 6. Système de contrôle d'accès selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la serrure électronique (L) comporte une valeur de référence (DH), et en ce que l'autorisation d'accès n'est donné que si en plus la donnée propre DpA à un support a une valeur inférieure à la valeur de référence. 7. Système de contrôle d'accès selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la donnée de référence DH est la date courante fournie par une horloge interne (303) de la serrure électronique. 8. Système de contrôle d'accès selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de production (LE) comportent une information d'habilitation HA donnée par une autorité pour produire les clés CL, incluant une donnée d'identfification ID, une clé publique K, une période de validité VAL et la signature numérique CER de cette clé, et en ce que l'on opère un transfert d'habilitation à de nouveaux moyens de productions en enregistrant une nouvelle clé publique K' et la signature correspondante CER'. 9. Système de contrôle d'accès selon la revendication 8, caractérisé en ce que la période de validité affectée à une l'ancienne clé K a une date de fin qui correspond à la date de début de validité de la période de validité de la nouvelle clé K' ou qui lui est postérieure. 10. Système de contrôle d'accès selon la revendication 8 et 9, caractérisé en ce que pour la vérification d'une nouvelle version de clé K' de signature CER', la serrure utilise une fonction de vérification à clé publique, en outre la serrure compare et remplace la date de fin de validité de la clé précédente par la date de début de validité de la nouvelle clé. 11. Système de contrôle d'accès selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors d'une vérification d'une clé électronique CL, la serrure effectue en outre les opérations suivantes - comparer la date de personnalisation DpA à la période de validité VAL de la clé publique d'habilitation K qui a été utilisée, - autoriser l'accès dans le cas où cette date est dans la période de validité de cette clé, et refuser l'accès dans le cas contraire. 12. Système de contrôle d'accès selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les clés publiques sont obtenues par l'autorité à partir d'une fonction de production FKA à clé publique KA, la serrure comportant en mémoire au moment de la vérification d'une habilitation une fonction de vérification VKA, et la clé KA.