Brevet FR2945177A1 — publié le 20101105

Système de programmation et de gestion sécurisées pour serrures comportant des moyens de communication sans contact et commandables par un téléphone portable NFC L'invention concerne les serrures commandées au moyen d'un objet portatif formant clef, coopérant avec la serrure par un couplage mutuel non-galvanique de type NFC (communication en champ proche). Cet objet portatif peut être une carte ou un badge sans contact, mais il peut être également un téléphone portable équipé d'une puce NFC et d'une antenne NFC, la carte SIM du téléphone étant utilisée comme élément de sécurité. La technologie NFC consiste à coupler l'objet portatif et la serrure en faisant varier un champ magnétique produit par une bobine (technique dite "procédé par induction"). La serrure comporte à cet effet un circuit inductif excité par un signal alternatif qui produit un champ magnétique variable, détectable sur une portée de quelques centimètres tout au plus. L'objet portatif se trouvant dans cet espace reçoit l'énergie du champ (qui permet notamment de téléalimenter l'objet portatif, généralement dépourvu de source d'alimentation propre) et module une charge interne. Cette modulation, codée par diverses données issues de l'objet portatif (identifiant, clef de cryptage, etc.) est détectée à son tour par la serrure, établissant ainsi la communication bidirectionnelle recherchée. Il existe diverses techniques de codage et de cryptage pour sécuriser la communication sans contact entre l'objet portatif et la serrure, et protéger cette dernière contre tout risque de fraude. Ces techniques de protection mettent en oeuvre des algorithmes et clefs implémentés dans la serrure et dans les cartes ou badges destinés à être utilisés avec cette dernière. Lorsqu'un téléphone portable équipé de moyens de communication NFC est utilisé comme clef, les risques peuvent se trouver accrus, dans la me-sure où ce téléphone est un objet banalisé, au surplus relié au réseau public de l'opérateur mobile, et non un objet spécifique, individualisé comme dans le cas de la carte ou du badge. Le but de l'invention est de proposer une technique de programmation et de gestion de serrures sans contact de type NFC, qui présente un niveau de sécurité accru, adapté notamment à l'utilisation d'un téléphone portable muni de circuits NFC comme clef de commande de cette serrure. Le principe de l'invention consiste à prévoir un algorithme unique, généré de manière aléatoire pour chaque serrure au moment de la fabrication de celle-ci, et conservé par un site sécurisé, non public. Lors de la programmation initiale de la serrure, cet algorithme pourra être téléchargé par un téléphone portable depuis ce site sécurisé, après vérification de toutes les conditions requises pour authentifier l'utilisateur et la serrure. Outre cet algorithme unique, le téléphone pourra télécharger du site sécurisé d'autres éléments de sécurité tels que des clefs cryptographiques, identifiants, ... propres à assurer lors de la programmation de la serrure l'intégration de tous les éléments de sécurité procurant le niveau maximal de protection recherché. 0 Un exemple de mise en oeuvre de l'invention est donné en référence à la Figure 1. Le principe de gestion sécurisé de l'invention repose sur la division entre deux groupes d'entités 10, 12 ne pouvant communiquer entre elles que de façon restreinte et sécurisée comme cela est symbolisé par l'écran 14. Le groupe 10 rassemble des entités spécifiques sécurisées, comprenant le fabricant de serrures 16 et un site 18 propre au gestionnaire de serrures. Le groupe 12, à l'opposé, rassemble un certain nombre d'entités non spé- cifiques côté utilisateur, avec notamment un opérateur de réseau mobile 20. Cet opérateur comprend un module de fournisseur de services (bloc 22) qui communique d'une part (interface 24) avec le site sécurisé 18 et d'autre part (interface 26) avec un utilisateur 28 via un moyen de communication banalisé 30 tel que web, WAP, "hotline", etc. Le téléphone 32 de l'utilisateur 28 est, quant à lui, interfacé avec le fournisseur de services 22 de l'opérateur de réseau mobile via un fournisseur de services de confiance (TSM) 34, propre à assurer de manière efficace et sûre les diverses procédures de téléchargement de données entre le site gestionnaire distant 18 et le téléphone portable 32 via le fournisseur de services 22 de l'opérateur de réseau mobile. En effet, dans le cas d'une carte ou d'un badge, une part importante de la sécurité est assurée par la remise physique de cet objet à l'utilisateur légitime, de la même façon que la remise d'un jeu de clefs. En revanche, si l'objet portatif est un téléphone portable, il s'agit d'un objet banalisé, qui n'est a priori pas associé à une serrure donnée. Il comporte certes une carte SIM qui identifie l'utilisateur, et un identifiant IMEI qui identifie le téléphone de manière unique, mais au départ la serrure ne connaît pas ces identifiants et ne saura pas les reconnaître lorsqu'un téléphone sera approché de la serrure. II est donc nécessaire, une fois la serrure posée, de procéder à une opération dite "programmation" consistant à apprendre à celle-ci à identifier tel téléphone qui lui est présenté comme étant bien celui de l'utilisateur habilité, puis à basculer ensuite dans un mode où seul ce téléphone pourra commander la serrure (cette opération pouvant bien entendu être répé- tée pour d'autres téléphones, si l'on souhaite habiliter plusieurs personnes) On va maintenant décrire le déroulement des diverses étapes du procédé selon l'invention. Le site gestionnaire sécurisé 18 contient un moteur cryptographique ca- pable de générer pour chaque serrure à fabriquer un algorithme unique, aléatoire, ainsi qu'un identifiant unique et des clefs de transport. L'algorithme aléatoire unique vient s'ajouter au mécanisme cryptographique conventionnel, et ajoute un niveau de sécurité supplémentaire aux techniques cryptographiques existantes. L'identifiant unique, désigné PUID (Public Unique IDentifier) est un identifiant non modifiable permettant de reconnaître la serrure entre toutes de manière unique et définitive. Lorsque le fabricant 16 fabrique une serrure, il reçoit du site gestionnaire 18, par l'intermédiaire d'une communication cryptée sécurisée, l'identifiant PUID correspondant et les clefs de transport associées (ces informations pouvant éventuellement être globalement acquises sous forme de lots). On notera que l'algorithme unique n'est pas transmis au fabricant 16 par le site gestionnaire 18, qui le conserve en interne, en sachant toutefois à quel identifiant PUID il correspond. Le fabricant 16 programme ensuite chaque serrure 36 avec son identifiant unique et sa clef de transport correspondante. Il programme également des cartes dites "cartes d'urgence" 38 avec la même clef de transport. Ces cartes permettront de manoeuvrer la serrure pendant son installation, en ne faisant intervenir que des algorithmes simplifiés basés sur la clef de transport provisoire, ceci jusqu'à la programmation définitive où cette clef sera neutralisée et remplacée par une clef cryptographique définitive. Les serrures peuvent être alors expédiées afin d'être installées par l'utilisateur 28 à leur emplacement définitif 40. Une fois cette pose effectuée, la serrure doit faire l'objet d'une "programmation" pour y implémenter les algorithmes, les éléments de cryptographie avancés et les clefs définitives permettant d'obtenir le haut degré de sécurité recherché. Cette programmation peut être effectuée au moyen d'un téléphone porta- ble 32 pourvu de circuits NFC, pouvant être couplé par une communication bidirectionnelle NFC avec la serrure 40, comme cela est schématisé en par la liaison sans fil 42. Pour procéder à la programmation, l'utilisateur doit s'identifier et s'enregistrer auprès du site gestionnaire 18, qu'il contacte par tout moyen appro- prié via l'interface 26 de l'opérateur de réseau mobile. L'utilisateur fournit à l'opérateur 22 l'identifiant unique PUID de la serrure 40, information qui est transmise au site gestionnaire 18 par l'interface sécurisée 24. Le site gestionnaire 18 reconnaît l'identifiant PUID dans sa base de données et envoie en retour à l'opérateur de réseau mobile, via l'interface sécurisée 24 : l'algorithme unique de la serrure, les clefs cryptographiques correspondant à cette serrure, ainsi que la clef de transport correspondante. Le site vérifie également que le téléphone 32 utilisé est bien un téléphone pourvu de fonctionnalités NFC Les échanges entre le téléphone et le site gestionnaire, ainsi qu'entre le téléphone et la serrure, peuvent être gérés au moyen d'une application spécifique de type "applet" (appliquette) téléchargée au préalable par le téléphone. Cette applet, une fois chargée et activée, mettra en oeuvre automatiquement les différentes étapes nécessaires à l'échange de données avec le site gestionnaire 18 et à la programmation de la serrure 40, et ce de manière parfaitement sécurisée. Une fois toutes les données requises chargées dans le téléphone 32, il suffit à l'utilisateur de simplement présenter le téléphone devant la serrure 40 à programmer de manière à établir le couplage bidirectionnel 42 par voie NFC. Le téléphone remet tout d'abord à zéro la serrure en désactivant la clef de transport, rendant donc inopérantes les cartes d'urgence livrées avec la serrure. Il charge ensuite dans la serrure les éléments nécessaires à la mise en oeuvre des procédures de sécurité, notamment l'algorithme aléatoire unique, la clef cryptographique définitive et la clef utilisateur. La pro- cédure cryptographique sécurisée peut alors être activée, et la phase de programmation est achevée. Avantageusement, il est en outre proposé à l'utilisateur, après que celui-ci ait accepté la clef cryptographique définitive et chargé celle-ci ainsi que la clef utilisateur dans son téléphone, de dupliquer ces clefs sur une des car- tes d'urgence 34. Pour ce faire, il suffit à l'utilisateur de prendre l'une des cartes d'urgence se trouvant dans l'emballage de la serrure et d'appliquer celle-ci contre son téléphone de manière à coupler ces deux éléments par voie NFC. L'applet du téléphone pourra alors lire le contenu de la carte, reconnaître dans celle-ci la clef de transport (chargée au moment de la fabrication de la serrure) et vérifier que cette clef correspond bien à celle transmise par le gestionnaire 18 en même temps que la clef cryptographique définitive. Si tel est le cas, l'applet neutralise la clef de transport et la remplace par la clef cryptographique et une copie de la clef utilisateur. REVENDICATIONS1. Un système comprenant : au moins une serrure (40) munie de circuits électroniques d'émission/réception par voie NFC et de circuits électriques pour la commande d'organes mécaniques de verrouillage/déverrouillage ; un téléphone portable (32) muni de circuits lui permettant de fonctionner en mode NFC ; un site distant (18) gestionnaire de serrures ; et un opérateur de réseau mobile (20) interfacé avec le site gestionnaire (18), avec le téléphone mobile (32) et avec un utilisateur (28) ; système caractérisé : en ce que le site gestionnaire est apte à générer, pour chaque serrure un algorithme aléatoire unique, un identifiant unique (PUID) et des clefs de transport, et à transmettre à un site distinct (16) d'un fabricant de serrures, pour chaque serrure fabriquée, ledit identifiant unique et lesdites clefs de transport ; en ce que l'opérateur de réseau mobile (20) communique avec le site gestionnaire par une interface sécurisée (24), et avec le téléphone mobile (32) via un fournisseur de services de confiance (34) ; en ce que l'opérateur de réseau mobile est apte à recevoir de l'utilisateur un identifiant unique (PUID) d'une serrure et à transmettre celui-ci au site gestionnaire pour reconnaissance préalable ; en ce que le site gestionnaire est apte à transmettre en retour au télé-phone, via ladite interface sécurisée (24) de l'opérateur de réseau mobile et via ledit fournisseur de services de confiance (34) : l'algorithme aléatoire unique, la clef cryptographique, la clef de transport et la clef utilisateur qui correspondent à cette serrure ; et en ce que le téléphone comporte des moyens pour opérer une programmation initiale de la serrure par chargement dans la serrure de l'algorithme aléatoire unique, de la clef cryptographique et de la clef utilisateur, et par activation d'une procédure cryptographique sécurisée.