Cette thèse porte sur la sécurité des communications sans fil, appliquée aux équipements tels que les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, ou les objets communicants relevant de l’internet des objets. Aujourd’hui, les communications sans fil sont réalisées à l’aide de composants intégrés (modem), qui peuvent eux-même être la cible d’attaques. Effectivement, ces modem peuvent contenir des logiciels, au code fermé, qui sont peu audités et peuvent recéler des vulnérabilités. Au cours de cette thèse, nous avons poursuivi deux approches complémentaires qui visent à adresser le problème de la sécurité des modem sans fil. La première consiste à détecter les attaques pour mitiger les risques posés par les vulnérabilité ; la seconde à savoir identifier et à corriger ces vulnérabilités afin d’éliminer les risques. Les modem sans fil posent des contraintes particulières pour les systèmes de détection d’intrusion (IDS). De fait, si le modem risque d’être compromis, le système d’exploitation (OS) ne peut pas faire confiance aux informations qu’il remonte : le modem n’est pas fiable. Il est ainsi délicat de détecter des attaques sans fil depuis l’OS, car il ne dispose d’aucune source d’information fiable sur laquelle baser cette détection. Dans ce contexte, il est préférable de réaliser la détection d’intrusion au niveau du réseau, en capturant directement les signaux échangés sans fil. Cependant, il n’est pas toujours simple de récupérer les signaux qui nous intéressent. Aujourd’hui, les équipements supportent une multitude de normes de communication différentes. Cette hétérogénéité représente un défi pour les solutions de capture. De plus, certains protocoles se prêtent mal à une capture passive de leurs échanges, et sont parfois même spécifiquement conçus pour l’empêcher. Enfin, les données sont généralement chiffrées, ce qui constitue un obstacle supplémentaire pour les IDS. Les radio logicielles peuvent répondre en partie aux défis posés par cette diversité. Elles se composent d’une partie matérielle, mais surtout de logiciel, qui peut être adapté pour recevoir des signaux de n’importe quel standard - dans les limites du matériel. Dans cette thèse, nous présentons une radio-logicielle spécialement concue pour per- mettre la capture et l’analyse d’une bande de fréquence donnée, afin d’identifier et d’étiqueter les signaux présents. Il s’agit d’une brique élémentaire pour construire des systèmes de détection d’intrusion sans-fil. Par ailleurs, les radio-logicielles traitent les signaux au niveau de leur représentation physique. Cela leur permet de collecter des informations supplémentaires, qui n’auraient pas été accessibles si on avait utilisé un modem conventionnel pour capturer les signaux. Dans cette thèse, nous décrivons des méthodes permettant d’identifier le modèle d’un appareil Bluetooth en analysant la représentation physique des paquets qu’il transmet. Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons analysé les micrologiciels de plusieurs modem Bluetooth, afin d’identifier des vulnérabilités permettant d’en prendre le contrôle à distance. Cela nous a permis de découvrir plusieurs vulnérabilités exploitables dans des modem très largement utilisés. Dans un second temps, nous avons développé un modem Bluetooth libre et open-source qui permet d’interagir avec de véritables modem pour faciliter la recherche et développement sur leur sécurité.
M. Michael HAUSPIE Université de Lille Co-directeur de thèse M. Gilles GRIMAUD Université de Lille Co-directeur de thèse Mme Valérie VIET TRIEM TONG Centrale Supelec Rapporteure M. Vincent NICOMETTE INSA Toulouse Rapporteur M. Hervé DEBAR Télécom SudParis Examinateur M. Alexandre BOÉ Ecole Polytechnique universitaire de Lille Examinateur
Thesis of the team 2XS defended on 29/01/2021
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