Brevet FR2898447A1 — publié le 20070914

La présente invention concerne un procédé d'appairage sécurisé de deux systèmes préalablement à leur mise en communication. D'une manière générale, on sait que l'appairage de systèmes est l'opération qui permet à deux systèmes communicants de s'identifier, en général pour les 15 besoins d'une relation de confiance durable. Par exemple, l'utilisateur d'un lecteur MP3 souhaitera apparier son lecteur avec une oreillette sans fil et permettre ainsi l'établissement d'une communication entre ce lecteur et cette oreillette. 20 L'invention s'applique plus particulièrement à tout appareil utilisant un mécanisme d'appairage. Elle en assure la sécurisation grâce à l'utilisation d'un appareil intermédiaire sûr chargé de l'établissement des relations de confiance entre appareils d'une même communauté. 25 Elle a notamment pour but de permettre l'établissement sécurisé de conventions secrètes (clés partagées) ou d'éléments de confiance (clé publique d'autorité de confiance) entre deux appareils, en vue de communications sûres (c'est-à-dire authentifiables, voire chiffrées) entre ces appareils. 30 A titre d'exemple, le procédé selon l'invention pourra être utilisé pour appairer deux appareils communicants grand public (périphérique multimédia, 1 produit brun, etc.) qu'un utilisateur souhaite agréger dans une même communauté d'appareils et faire communiquer de façon sécurisée. Cet appairage pourra par exemple concerner un magnétoscope et une caméra vidéo afin de permettre que, sortis de leur emballage, ces appareils soient initialisés de façon à ce que ce magnétoscope enregistre les signaux produits par cette caméra vidéo, et uniquement celle-ci, et inversement que cette caméra vidéo transmette ses signaux à ce magnétoscope, et uniquement celui-ci. Il peut s'agir aussi d'appairer des appareils sans fils, notamment le lecteur MP3 et l'oreillette de l'exemple précédemment évoqué dans le cas où l'utilisateur du lecteur MP3 souhaite associer son lecteur à son oreillette et prévenir : une écoute par des tiers des émissions de son lecteur MP3, - la réception par son oreillette d'émissions d'autres systèmes. Il peut s'agir enfin d'associer des appareils communicants domestiques tels qu'un routeur ou un serveur multimédia, à une passerelle de services domestiques. Les problèmes liés à la sécurisation d'un mécanisme d'appairage sont multiples : lorsque le mécanisme prévoit l'utilisation de moyens cryptographiques à secret partagé, il suppose l'existence d'un moyen permettant effectivement de réaliser ce partage. Un tel moyen peut consister à demander à la personne en charge de l'appairage de saisir le même secret sur les deux appareils à appairer. Cette opération est fastidieuse et sujette à erreur. C'est pourtant celle prévue par les spécifications "Bluetooth" et "WiFi" (marques déposées) pour initier une relation de confiance entre deux appareils sans fils. Cette solution fonctionne bien (d'un point de vue technique) dans la plupart des cas, mais sa relative difficulté d'utilisation rebute bon nombre d'utilisateurs qui ne comprennent pas la procédure, ou bien ont des problèmes pour la conduire à son terme et de fait l'appliquent mal ou décident délibérément de la contourner, avec tous les problèmes (le sécurité que cela peut engendrer. Une autre solution consiste à utiliser des protocoles d'établissement de clé (Diffie-Hellman par exemple). De tels protocoles nécessitent l'intervention d'un tiers pour être parfaitement sécurisés ; dans le cas du protocole Diffie-Hellman par exemple, les messages échangés par les appareils doivent être signés pour prévenir des attaques dites de l'homme au milieu . La signature de ces messages pose des problèmes de mise en oeuvre : il faut mettre en place une infrastructure de confiance, à base de clé publique par exemple, puis établir des relations de confiance au moyens de certificats d'autorité de confiance, etc. L'invention a donc plus particulièrement pour but de résoudre ces problèmes. Elle propose donc une solution consistant en un procédé dans lequel tous les systèmes impliqués sont pourvus de moyens d'échange de données électroniques et de moyens de sécurité (composant cryptographique, élément de stockage sûr, ...) incluant un moteur cryptographique et un espace de stockage sûr de données confidentielles (pour le stockage de clés cryptographiques ou de racines de confiances telles que des certificats de clé publique d'autorité de certification). Ce procédé consiste essentiellement à : • Utiliser un appareil sûr qui sera utilisé comme porteur d'informations de sécurité entre les deux appareils à appairer. • Utiliser un moyen de communication ne posant pas de problèmes de sécurité sur chacun des trois appareils utilisés. • Utiliser une procédure sûre sur chacun des deux appareils appairés permettant d'initier puis de valider un processus d'appairage. Les deux appareils à apparier A et C pourront comporter des moyens de calcul 5 cryptographique, des moyens de communication spécifiques sûrs, un bouton spécifique d'appairage et un indicateur spécifique de sécurité. Pour permettre de fournir à ces deux appareils à apparier des moyens d'identification mutuelle leur permettant de communiquer entre eux, le 10 procédé selon l'invention prévoit l'utilisation d'un troisième appareil C dit appareil de confiance mettant en oeuvre de manière sécurisée une fonction de gestion d'appairage et disposant également de moyens de communication sûrs. Dans ce cas, le procédé selon l'invention pourra comporter les étapes 15 suivantes : a) l'activation par l'utilisateur de ladite fonction de gestion d'appairage de l'appareil C, b) l'activation par l'utilisateur du bouton d'appairage de l'appareil à 20 apparier A, c) le passage de l'appareil à apparier A dans un état sûr et la réservation de l'utilisation de son moyen de communication sûr à la procédure d'appairage jusqu'à ce que celle-ci soit menée à son terme ou interrompue, 25 d) la vérification par l'utilisateur de l'indicateur de sécurité de l'appareil à apparier A et la mise en relation de l'appareil A et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils A et C, e) la transmission par l'appareil C d'une demande d'initialisation de 30 procédure d'appairage à l'appareil A, -5 le calcul par l'appareil A des informations d'identification de l'appareil A (IA) et la transmission par l'appareil A desdites informations d'identification IA à l'appareil C sur son moyen de communication sûr, le déplacement de l'appareil C vers l'appareil B, le passage de l'appareil B dans un état sûr et la réservation de l'utilisation de son moyen de communication sûr à la procédure d'appairage jusqu'à ce que celle-ci soit menée à son terme ou interrompue, i) la vérification par l'utilisateur U de l'indicateur de sécurité de l'appareil 10 B et la mise en relation de l'appareil B et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils B et C, j) la transmission par l'appareil C d'une demande d'initialisation de procédure d'appairage à l'appareil B comportant les informations d'identification IA fournies par l'appareil A, ces informations pouvant 15 mettre en jeu des moyens cryptographiques et des informations confidentielles, k) la mise à jour par l'appareil B de sa table d'appairage avec les informations d'identification IA. 20 Avantageusement, entre les étapes (j) et (k) précédemment définies, le procédé selon l'invention pourra comporter les étapes intermédiaires suivantes : la vérification par l'utilisateur U de l'indicateur de sécurité de l'appareil B et la mise en relation de l'appareil B et de l'appareil C via les moyens de 25 communication sûrs dont disposent les deux appareils, l'initialisation par l'appareil B d'un calcul cryptographique impliquant des données propres à l'appareil B et les données IA et la transmission des éléments CB de confirmation résultant de ce calcul à l'appareil C via son moyen de communication sûr, 30 le déplacement de l'appareil C vers l'appareil A, f) - la vérification par l'utilisateur U de l'indicateur de sécurité de l'appareil A et la mise en relation de l'appareil A et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils, - la transmission par l'appareil C de la confirmation de procédure d'appairage à l'appareil A avec les éléments de confirmation CB, la validation par l'appareil A des éléments de confirmation CB, la mise à jour de la table d'appairage de l'appareil A avec les éléments de confirmation CB, la construction d'une réponse RA et la transmission de cette réponse RA à l'appareil C via les moyens de communication sûrs des appareils A et C, le déplacement de l'appareil C vers l'appareil B, la vérification par l'utilisateur U de l'indicateur de sécurité de l'appareil B et la mise en relation de l'appareil B et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils, la transmission par l'appareil C de la réponse RA à l'appareil B, la validation par l'appareil B de la réponse RA. Par ailleurs, la validation par l'appareil A des éléments de confirmation CB comporte la vérification que ces éléments de confirmation CB correspondent à une demande faite à l'appareil B. De même, la validation par l'appareil B de la réponse RA pourra comporter la confirmation que la réponse RA correspond aux éléments de confirmation CB envoyés par l'appareil B. Un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel : La figure unique est une représentation schématique d'un environnement dans lequel le procédé selon l'invention peut être utilisé. -7 Dans cet exemple, on a représenté deux appareils de type différent, respectivement A et B, connectés sur un même réseau N et un appareil portable, ici un téléphone personnel C porté par un utilisateur U. Les deux appareils A et B ne se connaissent pas mais ils désirent communiquer de façon sûre sur le réseau N. Ils ont besoin pour cela d'établir une relation de confiance, autrement dit d'être appairés. Les appareils A et B possèdent un bouton spécifique, dit d'appairage , sur lequel l'utilisateur doit appuyer pour initier une procédure d'appairage. L'utilisation de ce bouton nécessite donc la présence physique de l'utilisateur U pour initier l'échange. Tout appui sur le bouton d'appairage a un effet visible sur l'appareil de façon à ce que l'utilisateur soit informé de l'état dans lequel vient de rentrer le système et du besoin d'interagir avec lui suivant une procédure établie. Les appareils A et B possèdent un moyen de communication raisonnablement sûr, tel qu'un connecteur physique ou une liaison sans fil à très basse portée (typiquement : quelques centimètres) tel que, par exemple, une liaison NFC. Ce moyen de communication n'est pas forcément dédié aux opérations d'appairage, mais l'enclenchement de la procédure d'appairage doit réserver l'utilisation de ce moyen à la procédure d'appairage. Il est possible d'utiliser le moyen de communication utilisé par les appareils A et B pour communiquer via le réseau N, à la condition expresse de garantir que l'utilisation de ce moyen est réservée à la procédure d'appairage. Typiquement, si ce moyen de communication est une liaison Ethernet, il faut exiger que seul l'appareil de confiance soit connecté à cette liaison pendant la procédure d' appairage.30 L'appareil C, ici le téléphonique portable, embarque un. environnement de confiance dans lequel sont stockées les fonctions et données de la procédure d'appairage, et qui utilise le moyen de communication sûr cité précédemment. Concernant les relations entre les appareils A, B et C, les deux hypothèses suivantes peuvent être faites : • Les appareils A et B ne connaissent pas l'appareil C et ne lui font pas confiance a priori. • Les appareils A et B connaissent l'appareil C et lui font confiance. L'hypothèse dans laquelle les appareils A et C d'une part et les appareils B et C d'autre part entretiennent une relation de confiance renforce bien entendu grandement le niveau de sécurité de l'ensemble. Par contre, cette hypothèse est assez peu réaliste dans bon nombre d'environnements où le procédé proposé pourrait être utilisé. En général, les besoins à couvrir concernent des environnements et des cas d'utilisation personnels : un utilisateur du grand public se procure des appareils neufs qu'il va chercher à appairer lui-même au moyen d'un appareil qu'il possède déjà, en lequel il a confiance, et qui va lui faciliter la procédure d'appairage. La procédure utilisée est la suivante : • L'utilisateur U chargé de l'appairage active la fonction de gestion d'appairage de l'appareil C. • L'utilisateur U appuie ensuite sur le bouton d'appairage de l'appareil A. • L'appareil A se met dans un état sûr et réserve l'utilisation de son moyen de communication sûr à la procédure d'appairage jusqu'à ce que celle-ci soit menée à son terme ou qu'elle soit annulée (par un nouvel appui sur le bouton d'appairage par exemple). • L'utilisateur U vérifie l'indicateur de sécurité de l'appareil A et met en relation les appareils A et C sur le moyen de communication de confiance dont disposent les deux appareils. • L'appareil C transmet une demande d'initialisation de procédure d'appairage à l'appareil A. • L'appareil A initie un calcul cryptographique et transmet les éléments d'initialisation de la procédure d'appairage à l'appareil C sur son moyen de communication sûr. • L'utilisateur U déplace l'appareil C vers l'appareil B. • L'appareil B se met dans un état sûr et réserve l'utilisation de son moyen de communication sûr à la procédure d'appairage jusqu'à ce que celle-ci soit menée à son terme ou qu'elle soit annulée (par un nouvel appui sur le bouton d'appairage par exemple). • L'utilisateur U vérifie l'indicateur de sécurité de l'appareil B et met en relation les appareils B et C sur le moyen de communication de confiance dont disposent les deux appareils. • L'appareil C transmet une demande d'initialisation de procédure d'appairage à l'appareil B avec les éléments fournis par l'appareil A. Optionnellement : o L'utilisateur U vérifie l'indicateur de sécurité de l'appareil B et met en relation l'appareil B et l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils. o L'appareil B initie un calcul cryptographique impliquant des données propres à l'appareil B et des données transmises par l'appareil A et transmet les éléments de confirmation de la procédure d'appairage à l'appareil C sur son moyen de communication sûr. o L'utilisateur U déplace l'appareil C vers l'appareil A. - 10 - o L'utilisateur U vérifie l'indicateur de sécurité de l'appareil A et met en relation les appareils A et C sur le moyen de communication de confiance dont disposent les deux appareils. o L'appareil C transmet la confirmation de procédure d'appairage à 5 l'appareil A avec les éléments fournis par l'appareil B. o L'appareil A valide les données reçues de l'appareil B (en particulier : il s'assure qu'elle provient d'une demande faite à l'appareil B et que la réponse est cryptographiquement recevable), met à jour sa table d'appairage avec l'identité et les données confidentielles associées à 10 l'appareil B puis construit une réponse cryptographique qu'il transmet à l'appareil C. o L'utilisateur U déplace l'appareil C vers l'appareil B. o L'utilisateur U vérifie l'indicateur de sécurité de l'appareil B et met en relation les appareils B et C sur le moyen de communication de 15 confiance dont disposent les deux appareils. o L'appareil C transmet la réponse de l'appareil A à l'appareil B. • L'appareil B valide les données reçues de l'appareil A (en particulier : il s'assure qu'elle provient d'une réponse faite à l'appareil A et que la réponse est cryptographiquement recevable). 20 • L'appareil B met à jour sa table d'appairage avec l'identité et les données confidentielles associées à l'appareil A. Bien entendu, le procédé précédemment décrit pourra être appliqué au préalable à l'établissement d'une connexion sécurisée entre les appareils à 25 apparier, lesquels pourront consister en des périphériques audio, vidéo ou multimédia. Revendications 1. Procédé permettant de fournir à deux appareils (dits appareils à apparier ) A et C des moyens d'identification mutuelle, lesdits appareils comportant des moyens de calcul cryptographique, des moyens de communication spécifiques sûrs, un bouton spécifique d'appairage et un indicateur spécifique de sécurité, les appareils A et B comprenant en outre une table d'appairage, caractérisé en ce qu'il utilise un troisième appareil C de confiance mettant en oeuvre de manière sécurisée une fonction de gestion d'appairage et disposant également de moyens de communication sûrs, ledit procédé comportant les étapes suivantes : a) l'activation par l'utilisateur de ladite fonction de gestion d'appairage de l'appareil C, b) l'activation par l'utilisateur du bouton d'appairage de l'appareil à apparier A, c) le passage de l'appareil à apparier A dans un état sûr et la réservation de l'utilisation de son moyen de communication sûr à la procédure d'appairage jusqu'à ce que celle-ci soit menée à son terme ou 20 interrompue, d) la vérification par l'utilisateur de l'indicateur de sécurité de l'appareil à apparier A et la mise en relation de l'appareil A et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils A et C, 25 e) la transmission par l'appareil C d'une demande d'initialisation de procédure d'appairage à l'appareil A, f) le calcul par l'appareil A des informations d'identification de l'appareil A (IA) et la transmission par l'appareil A desdites informations d'identification IA à l'appareil C sur son moyen de communication sûr, 30 g) le déplacement de l'appareil C vers l'appareil B,- 12 - h) le passage de l'appareil B dans un état sûr et la réservation de l'utilisation de son moyen de communication sûr à la procédure d'appairage jusqu'à ce que celle-ci soit menée à son terme ou interrompue, i) la vérification par l'utilisateur U de l'indicateur de sécurité de l'appareil B et la mise en relation de l'appareil B et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils B et C, j) la transmission par l'appareil C d'une demande d'initialisation de procédure d'appairage à l'appareil B comportant les informations d'identification IA fournies par l'appareil A, k) la mise à jour par l'appareil B de sa table d'appairage avec les informations d'identification IA. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'étape (f), le calcul par l'appareil A des informations d'identification (IA) de l'appareil A met en jeu des moyens cryptographiques et des informations confidentielles de l'appareil A. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, entre les étapes (j) et (k), les étapes intermédiaires suivantes : - la vérification par l'utilisateur U de l'indicateur de sécurité de l'appareil B et la mise en relation de l'appareil B et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils, -l'initialisation par l'appareil B d'un calcul cryptographique impliquant des données propres à l'appareil B et les données IA et la transmission des éléments CB de confirmation résultant de ce calcul à l'appareil C via son moyen de communication sûr, le déplacement de l'appareil C vers l'appareil A,- 13 - la vérification par l'utilisateur U de l'indicateur de sécurité de l'appareil A et la mise en relation de l'appareil A et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils, - la transmission par l'appareil C de la confirmation de procédure d'appairage à l'appareil A avec les éléments de confirmation CB, - la validation par l'appareil A des éléments de confirmation CB, la mise à jour de la table d'appairage de l'appareil A avec les éléments de confirmation CB, la construction d'une réponse RA et la transmission de cette réponse RA à l'appareil C via les moyens de communication sûrs des appareils A et C, le déplacement de l'appareil C vers l'appareil B, la vérification par l'utilisateur U de l'indicateur de sécurité de l'appareil B et la mise en relation de l'appareil B et de l'appareil C via les moyens de communication sûrs dont disposent les deux appareils, - la transmission par l'appareil C de la réponse RA à l'appareil B, la validation par l'appareil B de la réponse RA. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la validation par l'appareil A des éléments de 20 confirmation CB comporte la vérification que CB correspond à une demande faite à l'appareil B. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la validation par l'appareil B de la réponse RA comporte 25 la vérification que RA correspond aux éléments de confirmation CB envoyés par l'appareil B. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué en préalable à l'établissement d'une 30 communication sécurisée entre les appareils à apparier. 2898447 - 14 - 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les appareils à apparier sont des périphériques audio, vidéo ou multimédia.