Vous avez peut-être déjà été victime d’un virus informatique. Le terme date de 1984 et on le doit à Fred Cohen, un chercheur américain. Pourtant, la notion de virus est intrinsèquement liée à celle même de l’informatique, dès ses origines, avec les travaux d’Alan Turing dans les années 1930 et, par la suite, avec les programmes autoréplicants. Aujourd’hui, ce terme n’est plus vraiment utilisé, on parlera plutôt de logiciels malveillants. Jean-Yves Marion est responsable du projet DefMal du programme de recherche PEPR France 2030 Cybersécurité qui porte sur la lutte contre ce qu’on appelle aussi les « malwares ».

Il répond aux questions de Benoît Tonson, chef de rubrique Sciences et technologies à « The Conversation France », pour nous faire pénétrer les secrets des cybercriminels et comprendre comment ils arrivent à pénétrer des systèmes informatiques et à escroquer leurs victimes.

The Conversation : Comment vous êtes-vous intéressé au monde des logiciels malveillants ?

Jean-Yves Marion : J’ai fait une thèse à l’Université Paris 7 en 1992 (aujourd’hui, Paris Cité) sur un sujet d’informatique fondamental de logique et de complexité algorithmique. C’était assez éloigné de la cybersécurité, ce qui m’intéressait quand j’étais jeune, c’était de comprendre les limites de ce qui est calculable par ordinateur quand les ressources sont bornées.

Plus tard, on pourrait dire que j’ai fait une « crise de la quarantaine » mais version chercheur. J’ai eu envie de changement et de sujets plus appliqués, plus en prise avec les enjeux de société. J’avais besoin de sortir de la théorie pure. J’ai passé ce cap en 2004. Et j’ai commencé à m’intéresser à ce que l’on appelait, encore à l’époque, les virus ; en gros, des programmes capables de se reproduire, de se dupliquer. Dans le mot « virus », il y a toujours eu le côté malveillant, mais ce qui m’intéressait, c’était le côté théorique de la reproduction de programme.

Finalement, je me suis passionné pour le sujet. J’étais déjà au Loria (Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications) que j’ai dirigé à partir de 2012 pendant onze ans. J’ai commencé à étudier les virus et à travailler avec de vrais programmes malveillants. D’ailleurs, la direction du laboratoire de l’époque s’était inquiétée, je pense à juste titre, de nos activités. Elle avait peur qu’à force d’exécuter des programmes malveillants sur nos ordinateurs pour comprendre comment ils fonctionnaient, ils puissent passer sur le réseau national de télécommunications pour la technologie, l’enseignement et la recherche (Renater) et qu’on soit bannis de la recherche publique à vie ! J’exagère, bien sûr, mais on a tout de même eu l’idée de construire une plateforme de recherche qu’on appelle maintenant le laboratoire de haute sécurité (LHS) et qui est un lieu qui se trouve au sous-sol de notre bâtiment. Il permet d’analyser les virus en toute sécurité, car il a son propre réseau qui n’est connecté à aucun autre. Les travaux ont continué et ont pris petit à petit de l’ampleur, notamment en termes de financement de la recherche.

Aujourd’hui on n’utilise plus le terme de « virus », on parle plutôt de programmes « malveillants » (malware en anglais). On va également parler de « rançongiciels », d’infostealers (« voleurs d’information »), des logiciels créés dans le but de pénétrer les systèmes d’information et d’y voler des informations sensibles ; de « bots espions »… Il existe également des stalkerwares, des logiciels installés sur un smartphone par exemple, qui permettent de suivre l’activité de ce dernier et suivre à la trace les déplacements d’une personne.

Parlons plus en détail des « rançongiciels » : qu’est-ce que c’est ?

J.-Y. M. : Un « rançongiciel », c’est un programme malveillant qui va s’infiltrer à l’insu de la victime et dont l’objectif est soit d’exfiltrer des données, soit de les chiffrer de manière à demander une rançon, soit de faire les deux. On parle souvent des attaques avec chiffrement de données, car elles peuvent bloquer une organisation entière et empêcher le travail d’une entreprise ou d’une organisation publique. Il ne faut pas pour autant négliger la simple, si je peux dire, exfiltration qui est également beaucoup utilisée avec un levier de pression et un discours assez simple de la part de l’attaquant : « On a des informations personnelles, si tu ne payes pas, on divulgue. » La victime peut être une personne ou une entreprise ou un organisme comme un hôpital, une université, une administration, par exemple.

Les cibles sont donc multiples…

J.-Y. M. : Je pense que le premier élément à bien comprendre, c’est que la plupart des attaques sont extrêmement opportunistes, cela signifie que tout le monde est potentiellement une cible.

Les grosses entreprises peuvent être particulièrement visées parce que l’on peut espérer extorquer des rançons beaucoup plus grosses et gagner beaucoup plus d’argent que si l’on s’attaquait à une PME. C’est plus difficile et également plus risqué dans le sens où la police va très probablement intervenir.

L’exemple d’école, c’est l’attaque, en 2021, sur l’entreprise américaine Colonial Pipeline qui opère un réseau d’oléoducs à partir du Texas vers le sud-est des États-Unis. Il s’agissait de la plus grande cyberattaque contre une infrastructure pétrolière de l’histoire des États-Unis menée par le groupe DarkSide. L’entreprise avait payé une rançon de 75 bitcoins, soit à l'époque environ 4 millions de dollars. Somme en partie retrouvée par les autorités américaines. DarkSide a ensuite déclaré cesser toutes ses opérations sous les pressions américaines.

Plus généralement, les cibles dépendent des politiques des groupes de cybercriminels : certains vont se spécialiser dans des cibles visibles à gros revenus et d’autres vont plutôt attaquer des « petits poissons » à petit revenu.

Vous parlez de groupes, or, dans l’imaginaire collectif, le pirate informatique est plutôt seul dans sa cave, qu’en est-il dans la réalité ?

J.-Y. M. : C’est rarement une personne seule qui va mener une attaque. En général, ce sont des groupes. C’est un modèle que la police appelle « ransomware as a service ». Ces groupes offrent un service clé en main pour mener une attaque par rançongiciel. On parle plus généralement de « malware as a service » voire de « crime as a service ».

Il ne faut pas imaginer une organisation qui ressemblerait à une entreprise classique. Ce sont des groupes assez diffus, dont les membres ne se connaissent pas forcément de manière physique et qui vont offrir différents services qui peuvent être séparés :

- uniquement l’accès initial à un ordinateur spécifique ;

- acheter un rançongiciel ;

- avoir un accès à des services de négociation qui vont faciliter la négociation de la rançon.

Il est également possible de s’offrir des services de stockage de données, car si une attaque a pour but d’exfiltrer de grosses quantités de données, il faut pouvoir les stocker et montrer à sa cible qu’on a réellement ces données. À ce propos, certains groupes utilisent ce qu’ils appellent des « murs de la honte » où ils vont afficher sur des sites des informations confidentielles d’une entreprise, par exemple, sur le dark web.

En bas de l’échelle, on trouve ce que l’on appelle des « affiliés », ce sont les petites mains. On parle même d’« ubérisation de la cybercriminalité ». Ce sont eux qui vont lancer les attaques en utilisant les services du groupe. Si l’attaque réussit et que la cible paye, la rançon est partagée entre le groupe et les affiliés.

Si on va à l’autre bout de l’échelle, on connaît quelques leaders comme celui de Conti, un groupe de pirates basé en Russie. Ce dernier est connu sous les pseudonymes de Stern ou Demon, et agit comme un PDG. Des travaux universitaires ont même montré son modèle de management. Il semble qu’il fasse du micromanagement, où il tente de régler tous les problèmes entre ses « employés » et de contrôler toutes les tâches qu’ils effectuent sans très grande anticipation.

Maintenant que l’on connaît mieux l’écosystème criminel, expliquez-nous comment, techniquement, on peut entrer dans un système ?

J.-Y. M. : On peut diviser ça en grandes étapes.

La première, c’est la plus diffuse, c’est la reconnaissance de la cible. Essayer d’avoir la meilleure connaissance possible des victimes potentielles, tenter de savoir s’il y a des vulnérabilités, donc des endroits où l’on pourrait attaquer. Un autre aspect est de bien connaître les revenus de la cible pour, in fine, adapter la rançon.

Une fois ce travail réalisé, il faut réussir à obtenir un premier accès dans le réseau. C’est souvent la partie la plus complexe et elle est faite, généralement par une personne physique derrière son ordinateur. Pas besoin d’être nombreux pour cette étape. Ce qui fonctionne le mieux, c’est l’ingénierie sociale. On va chercher à manipuler une personne pour obtenir une information en exploitant sa confiance, son ignorance ou sa crédulité.

<figure><img src="image_1.png" /><figcaption>Schéma de l’écosystème des rançongiciels, de l’attaquant à la victime. Jean-Yves Marion</figcaption></figure>

Prenons un exemple, avec votre cas, imaginons que l’on cherche à infiltrer le réseau de The Conversation et que l’attaquant vous connaisse. Il sait que vous êtes journaliste scientifique et toujours à l’affût d’un bon sujet à traiter. Il va donc vous envoyer un mail qui va vous dire : « Regardez, je viens de publier un excellent article scientifique dans une grande revue, je pense que cela ferait un très bon sujet pour votre média, cliquez ici pour en prendre connaissance. »

À ce moment-là, vous cliquez et vous arrivez sur un site qu’il contrôle et qui va vous forcer à télécharger un logiciel malveillant. Ce type de technique peut fonctionner sur énormément de personnes à condition de connaître le bon moyen de pression.

Dans le cas que l’on vient de prendre, il s’agissait d’une attaque bien ciblée. On peut aussi prendre le cas inverse et envoyer un très grand nombre d’emails sans ciblage.

Le cas classique est ce mail, que vous avez peut-être déjà reçu, venant soi-disant de la police et qui vous indique que vous avez commis une infraction et que vous devez payer une amende. Le gros problème, c’est que c’est devenu plus facile de rédiger des mails sans faute d’orthographe ni de grammaire grâce aux outils d’IA. Détecter le vrai du faux est de plus en plus complexe.

Donc la meilleure manière est de s’attaquer à un humain ?

J.-Y. M. : Oui, ça marche bien, mais il y a d’autres manières d’attaquer. L’autre grand vecteur, c’est ce qu’on appelle les vulnérabilités : tous les bugs, donc les erreurs, que vont faire une application ou un système d’exploitation. On peut exploiter les bugs de Windows mais aussi les bugs d’applications comme Firefox, Safari ou Chrome. Trouver une vulnérabilité, c’est vraiment le Graal pour un attaquant parce que cela va être relativement silencieux, personne ne peut s’en rendre compte tout de suite. À la différence d’une personne piégée qui pourrait se rendre compte de la supercherie.

Concrètement, une vulnérabilité qu’est-ce que c’est et comment l’exploiter ?

J.-Y. M. : Une vulnérabilité, c’est un bug – je pense que tout le monde en a entendu parler. Un bug, c’est quand une application va faire une erreur ou avoir un comportement anormal.

Alors, comment ça marche ? L’idée est que l’attaquant va envoyer une donnée à un programme. Et, à cause de cette donnée, le programme va commettre une erreur. Il va interpréter cette donnée comme une donnée à exécuter. Et là, évidemment, l’attaquant contrôle ce qui est exécuté. L’exploitation de vulnérabilité est une illustration de la dualité donnée/programme qui est constitutive et au cœur de l’informatique, dès ses origines.

J’aimerais également citer une autre grande manière d’attaquer : une « attaque supply chain », en français « attaque de la chaîne d’approvisionnement , appelée aussi « attaque de tiers ». C’est une attaque absolument redoutable. Pour comprendre, il faut savoir que les programmes, aujourd’hui, sont extrêmement complexes. Une application d’une entreprise particulière va utiliser beaucoup de programmes tiers. Donc il est possible de réaliser des attaques indirectes.

Je reprends votre cas, imaginons que quelqu’un qui vous connaisse cherche à vous attaquer, il sait que vous êtes journaliste, il se dit que vous utilisez probablement Word, il peut donc étudier les dépendances de cette application à d’autres programmes et voir si ces derniers ont des failles. S’il arrive à installer une backdoor (une porte dérobée est une fonctionnalité inconnue de l’utilisateur légitime, qui donne un accès secret au logiciel) chez un fournisseur de Word pour y installer un logiciel malveillant, alors, à la prochaine mise à jour que vous allez effectuer, ce dernier arrivera dans votre logiciel et, donc, dans votre ordinateur.

La grande attaque de ce type que l’on peut donner en exemple est celle menée par Clop, un groupe russophone qui s’est attaqué à MoveIt, un logiciel de transfert de fichiers sécurisé. Ils ont compromis ce logiciel-là directement chez le fournisseur. Donc tous les clients, quand ils ont mis à jour leur logiciel, ont téléchargé les malwares. Il y a eu des dizaines de millions de victimes dans cette affaire. Si des criminels réussissent un coup pareil, c’est le véritable jackpot, ils peuvent partir vivre aux Bahamas… ou en prison.

Et une fois que l’attaquant est entré dans un ordinateur, que fait-il ?

J.-Y. M. : Une fois que l’on est dedans, on passe au début de l’attaque. On va essayer de ne pas être visible, donc de désactiver les systèmes de défense et de multiplier les backdoors, les points d’accès. Car, si l’un est repéré, on pourra en utiliser un autre. Typiquement, si un attaquant a piraté votre ordinateur, il peut créer un nouvel utilisateur. Il va ensuite créer une connexion sécurisée entre son ordinateur et le vôtre. Il a accès à l’ordinateur, et peut donc y installer les logiciels qu’il veut.

Ensuite, il va explorer et voir, si votre machine est connectée à un réseau d’entreprise et donc s’il peut se déployer et aller chercher des informations sensibles par exemple. Cela peut être la liste de tous vos clients, des résultats financiers, des documents de travail, dans le but de faire de l’exfiltration. S’il peut se déployer, l’attaque devient globale. Ici, on parle vraiment d’une personne qui explore le réseau en toute discrétion pendant des jours, des semaines voire des mois. Les données sont exfiltrées au compte-gouttes, car les systèmes de défense sont capables de détecter de gros flux de données et de comprendre qu’il y a une attaque.

Si l’idée du cybercriminel est plutôt de faire une attaque par chiffrement, qui va empêcher l’entreprise d’accéder à ses données, il doit éliminer les sauvegardes. Une fois que c’est fait, le chiffrement de toutes les données peut être lancé et la demande de rançon va être envoyée.

Et que se passe-t-il après cette demande ?

J.-Y. M. : Le groupe va contacter la cible en lui expliquant qu’il vient d’être attaqué et va lui demander de se connecter à un portefeuille numérique (wallet) pour payer ce qu’on lui demande, en général, en bitcoins. Souvent, à ce moment-là, une négociation va démarrer. Une hotline est, parfois, mise en place par les pirates pour communiquer. Les groupes organisés ont des services voués à cette opération.

L’attaquant tente de vendre la clé de déchiffrement – c’est la rançon –, ou bien menace de diffuser des données volées. Il y a d’ailleurs énormément de transcriptions d’échanges en ligne.

D’après les recherches que j’ai pu effectuer, il y aurait environ 60 % des gens qui paient, mais c’est très compliqué d’avoir les vrais chiffres.

La première chose à faire est de déclarer à la gendarmerie ou à la police la cyberattaque subie. En parallèle, il y a aujourd’hui dans chaque région des centres qui ont été mis en place d’aide aux victimes. Ainsi, il y a des choses à faire au moment de la négociation : demander au pirate de décrypter une partie des données, juste pour montrer qu’il est capable de le faire, parce qu’on a déjà vu des cas où les attaquants ne sont pas, disons, très professionnels et ils sont incapables de déchiffrer les données.

Il faut également s’assurer que si l’attaquant s’est servi d’une backdoor, il n’en a pas laissé une autre pour une future attaque. Cela s’est déjà vu et c’est au service informatique, lorsqu’il va tout réinstaller, de vérifier cela. Ensuite, si des données ont été exfiltrées, vous ne pouvez jamais savoir ce que va en faire l’attaquant. Les mots de passe qui sont exfiltrés peuvent être utilisés pour commettre une nouvelle cyberattaque, vous pouvez faire confiance à un cybercriminel pour cela. Personnellement, j’ai lu suffisamment de livres policiers pour ne pas avoir envie de faire confiance à un bandit.

On a finalement vu toute la chaîne de l’attaque, mais quel est votre rôle en tant qu’universitaire et responsable du projet DefMal du PEPR cybersécurité dans cet écosystème ?

J.-Y. M. : Il y a deux volets qui ont l’air d’être séparés, mais vous allez vite comprendre qu’ils s’articulent très facilement.

Il y a un volet que l’on pourrait qualifier de très informatique, qui consiste à construire des défenses : des systèmes de rétro-ingénierie et de détection. L’objectif est, par exemple, de déterminer si un programme est potentiellement malveillant.

Plusieurs approches sont explorées. L’une d’elles consiste à utiliser des méthodes d’apprentissage à partir d’exemples de malware et de goodware. Cela suppose d’être capable d’extraire, à partir du binaire, des caractéristiques précisant la sémantique du programme analysé. Pour cela, nous combinons des approches mêlant méthodes formelles, heuristiques et analyses dynamiques dans un sandbox (bac à sable, un environnement de test).

Une difficulté majeure est que les programmes sont protégés contre ces analyses par des techniques d’obfuscation qui visent à rendre leur fonctionnement délibérément difficile à comprendre.

L’un des enjeux scientifiques est donc de pouvoir dire ce que fait un programme, autrement dit, d’en retrouver la sémantique. Les questions soulevées par la défense contre les logiciels malveillants – par exemple, expliquer le comportement d’un programme – exigent une recherche fondamentale pour obtenir de réels progrès.

Au passage, on a un petit volet offensif. C’est-à-dire qu’on essaie aussi de construire des attaques, ce qui me paraît important parce que je pense qu’on ne peut bien concevoir une défense qu’à condition de savoir mener une attaque. Ces attaques nous servent également à évaluer les défenses.

Pour vous donner un exemple, je peux vous parler d’un travail en cours. C’est un système qui prend un programme normal, tout à fait bénin, et qui prend un programme malveillant, et qui va transformer le programme malveillant pour le faire ressembler au programme bénin ciblé afin de lui faire passer les défenses qui s’appuient sur l’IA.

J’ai donc parlé de la partie informatique, mais il y aussi tout le volet sur l’étude de l’écosystème actuel qui m’intéresse particulièrement, qui est un travail passionnant et interdisciplinaire. Comment les groupes sont-ils organisés, quel est le système économique, comment les groupes font-ils pour blanchir l’argent, quel type de management ? Une autre grande question que l’on se pose, c’est celle de savoir comment les cybercriminels vont s’approprier l’IA. Comment anticiper les prochains modes opératoires ?

On va aussi aller explorer le dark web pour récupérer des discussions entre criminels pour mieux comprendre leurs interactions.

Vous arrive-t-il d’aider la police sur des enquêtes en particulier ?

J.-Y. M. : On ne nous sollicite jamais sur des attaques concrètes. Une enquête doit être faite dans un cadre légal très strict.

Nous entretenons de bonnes relations avec tout l’environnement de lutte contre les cybercriminels (police, gendarmerie, armée, justice…). Ils suivent nos travaux, peuvent nous poser des questions scientifiques. On a des intérêts communs puisqu’une partie de nos travaux de recherche, c’est de comprendre l’écosystème de la cybercriminalité.

Je vous donne un exemple : sur le dark web, un forum qui permettait d’échanger des logiciels malveillants a été bloqué. Nous en tant que chercheurs, on va essayer de comprendre l’impact réel de cette action, car, d’ici plusieurs mois, il y aura sans doute un nouveau forum. Les relations entre les groupes cybercriminels et les services de certains États font partie aussi de nos questions actuelles.

Une autre question scientifique à laquelle on peut répondre, c’est lorsque l’on découvre un nouveau logiciel, savoir à quoi on peut le comparer, à quelle famille. Cela ne nous donnera pas le nom du développeur mais on pourra le rapprocher de tel ou tel groupe.

On commence également à travailler sur le blanchiment d’argent.

Pour aller plus loin, vous pouvez lire l’article de Jean-Yves Marion, « Ransomware : Extortion Is My Business », publié dans la revue Communications of the ACM.