La sécurité des protocoles Bluetooth est la protection des périphériques et des données transmises selon les normes du standard Bluetooth.
Bluetooth est un standard de communication dont le but est d'établir des connexions rapidement et sans fil. Différentes normes composent ce standard, afin de donner aux constructeurs de périphériques les informations nécessaires au bon fonctionnement de Bluetooth. Certaines de ces normes définissent de quelle manière la sécurité doit être implémentée. Cela est vrai tant pour le périphérique en lui-même que pour les protocoles de communication à utiliser. Elles indiquent également comment les clefs permettant l'authentification et le maintien des connexions doivent être générées et stockées.
Malgré ces précautions, la nature même des réseaux créés grâce à Bluetooth rend possible plusieurs types de menaces. On peut en effet craindre que le réseau ne soit scanné pour en découvrir la topologie, ou encore que les données transitant sur les ondes ne soient interceptées. Il se pourrait également que quelqu'un tente d'empêcher un appareil de communiquer. Les menaces sur un réseau si volatile, fonctionnant qui plus est par ondes, sont donc très nombreuses., un nombre important d'attaques ont vu le jour depuis le début de l'utilisation de Bluetooth. Pour chaque catégorie de menaces, une faille dans les spécifications du standard Bluetooth a été trouvée. À l'aide d'outils adaptés, les pirates ont ainsi pu pénétrer des réseaux Bluetooth ou empêcher des périphériques de fonctionner normalement.
Néanmoins, quelques règles permettent de repérer relativement facilement des attaques en cours, et ainsi protéger son périphérique ou ses données. La détection d'une attaque peut alors déclencher une procédure de prévention afin que cette attaque en particulier ne puisse plus être reproduite sur le même périphérique. Des bonnes pratiques permettent à l'utilisateur de réduire également les risques d'attaque sur ses périphériques.
Il ne faut néanmoins pas se reposer sur ces contre-mesures, car les spécifications du Bluetooth évoluent sans cesse, et les pirates continuent de les analyser afin d'y trouver de nouvelles vulnérabilités.
Fondamentaux Normes Le but du Bluetooth est d'établir une connexion ad hoc ou peer-to-peer entre plusieurs appareils afin d'échanger des données dans un picoréseau, dans la bande de fréquence des .
Il existe plusieurs versions du Bluetooth :
Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) : Établit une connexion sans fil continue sur des distances relativement courtes () ; Bluetooth à faible énergie (LE) Permet de courtes rafales de connexions radio, ce qui le rend idéal pour les applications Internet de type (IoT) qui ne nécessitent pas de connexion continue, mais demandent une longue durée de vie de la batterie ;
La mise en œuvre d’un système Bluetooth est spécifiée à partir des normes constituant l’architecture de base du protocole Bluetooth. Le cœur d’un système Bluetooth est divisé en deux parties : la couche contrôleur implémentant la partie matérielle et une couche hôte implémentant la partie logicielle.
600x600px|vignette|droite|Description de l'architecture d'un système bluetooth
La couche contrôleur est implémentée physiquement via un module RF radio qui permet d’envoyer et recevoir les signaux radio entre deux appareils. La couche liaison est définie dans les systèmes Bluetooth comme la couche assurant le transport des paquets entre les appareils d’un même picoréseau à travers plusieurs canaux :
Basic channel : Canal pour la communication entre deux appareils ; Adapted channel : Canal pour la communication dans le picoréseau ; Inquiry scan : Canal pour l'acquisition des appareils bluetooth aux alentours ; Page scan Canal pour la connexion avec un nouvel appareil ;
Les paquets possèdent un champ header pour distinguer le picoréseau de l’appareil des autres picoréseaux. De plus, les paquets doivent avoir un champ LT_ADDR dans leur header qui spécifie quel transport logique ce paquet utilise. Plusieurs types de transports logiques sont définis via plusieurs protocoles Fonctionnement du protocole bluetooth: ACL (Asynchronous Connection Less) ; SCO (Synchronous Connection Oriented) ; ASB (Active Slave Broadcast) ; PSB (Parked Slave Broadcast) ; LC (Link Control protocol) ; LMP (Link Manager Protocol) ; LELL (Low-energy Link Layer) ;
La liste complète des protocoles Bluetooth est décrite dans cet article .
L'interface host-controller (HCI) fait la liaison entre la couche hôte et la couche contrôleur en assurant le transfert des événements et des paquets de données. Cette interface assure le transfert d’information pour que la couche hôte puisse découvrir, ajouter et gérer les appareils dans un picoréseau. Sur certains appareils Bluetooth les couches hôte et contrôleur sont implémentées sur le même microprocesseur, l’interface HCI existe mais devient obsolète.
Les paquets reçus par le HCI sont traités par le protocole L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol), dans le cas d’un appareil sans HCI les paquets sont directement envoyés par les liens ACL, PSB et ASB. Ce protocole assure le transports des paquets vers les couches supérieures, la segmentation et le ré-assemblage des paquets.
Attribute protocol (ATT) définit l’aspect clients/serveur du picoréseau pour assurer l'échange des données une fois la connexion établie.
Profils Treize profils sont définis dans la version 1.1 des spécifications Bluetooth. Ces profils correspondent au comportement général des appareils afin de communiquer entre eux. Ils décrivent une base pour les différents types d'usages et définissent les protocoles à utiliser pour les futurs usages. ProfilsAcronymeGeneric Access ProfileGAPService Discovery Application ProfileSDAPCordless Telephony ProfileCDPIntercom ProfileIPSerial Port ProfileSPPHeadset ProfileHS ProfileDial-up Networking ProfileDUN ProfileFax ProfileFAXLAN Access ProfileLANGeneric Object Exchange ProfileGOEPObject Push ProfileOPPFile Transfert ProfileFTPSynchronisation ProfileSYNC
Depuis la version 2.0 du Bluetooth de nombreux profils ont été ajoutés, la liste complète des profils est décrite dans l'article ci-contre : List of Bluetooth profiles (en).
Format des paquets Tous les paquets possèdent un header de 8 bit, suivi par une adresse de 32 bits qui correspond a un identifiant unique pour une connexion donnée, enfin une suite variable de bits avec un PDU (Protocol Data Unit) de 2 a 39 octets Explanation of PDU size in Bluetooth Low Energy stackoverflow.com, le 12 september 2016 (en BLE 4.0 et 4.1) contenant la charge utile du message suivi d'un CRC (Cyclic redundancy check) de 24 bits.
ChampHeaderAccess AddressProtocol Data UnitCRCTaille8 bits32 bits24 bits
Implémentation de la sécurité Modes de sécurité Les appareils Bluetooth sont implémentés selon le GAP (Generic Access Profile) correspondant à un ensemble d’exigences obligatoires que doivent respecter les appareils Bluetooth pour qu'ils puissent communiquer entre eux. Plusieurs niveaux de sécurité sont définis dans le GAP :
Mode 1 : Ce mode est non sécurisé pour toute opération Aucune procédure d’initialisation sécurisée Les appareils qui utilisent ce mode ne peuvent communiquer qu’avec les appareils de ce même mode.
Mode 2 Fournit un niveau de sécurité au niveau application après établissement d'une liaison avec un autre appareil. Il n’y a aucune procédure sécurisée avant l’établissement d’un canal de communication. Niveau de sécurité implémenté au niveau du protocole minimal d’échange de donnée L2CAP.
Mode 3 Fournit un niveau de sécurité avant l’établissement du canal de communication. Chiffrement sécurisé au niveau de la liaison avec un autre équipement Bluetooth : LMP protocol.
Si un service ou un service connexe effectue une demande avec un mode de sécurité différent, le mode de sécurité le plus élevé est forcé afin de traiter la demande.
Gestions des clés La gestion et l'utilisation des clés permet aux protocoles Bluetooth d'établir et de maintenir une connexion entre plusieurs appareils d'un même picoréseau. Les clés de communication peuvent être des combinaisons de plusieurs types de clés, les Unit keys, les clés de combinaisons, les clés maîtres et les clés d’initialisation.
Plusieurs entités permettent d’assurer une communication sécurisée entre plusieurs équipements Bluetooth : une adresse publique unique de 48 bit (BD-ADDR - Bluetooth Device address) utilisée pour identifier quel appareil est en train d'envoyer les données, aucun autre appareil ne doit avoir cette adresse. Cette adresse est définie par l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).
Une clé secrète d'authentification de 128 bit, l’appareil qui génère aléatoirement cette clé.
Une seconde clé secrète pour le chiffrement des données, la longueur de cette clé dépend du niveau de sécurité de la transaction, cette longueur varie entre 8 et 128 bit. Un nombre aléatoire est généré à chaque transaction de données, l’appareil génère automatiquement ce nombre pour l'utiliser dans les différentes processus de chiffrement et d'authentification.
Clé de liaison La clé de liaison est un nombre de 128 bit généré aléatoirement, elle est échangée entre plusieurs appareils Bluetooth pour effectuer toutes les transactions sécurisées. La clé est utilisée pour la routine d’authentification et c’est l’un des paramètres pour créer la clé de chiffrement.
C’est une clé semi-permanente, elle est stockée dans la mémoire vive de l’appareil et peut dont être réutilisée lorsque la session est terminée. La clé de liaison peut s'utiliser dans le processus d'authentification entre plusieurs appareils Bluetooth. La durée de vie de cette clé dépend uniquement de la durée de vie d’une session. Clé d’initialisation La clé d’initialisation est utilisée pendant l’initialisation d’une communication entre deux appareils Bluetooth quand aucune clé de liaison ou autre combinaison de clé n'existe. Durant l’étape d’initialisation le code PIN des deux appareils doit être saisi. La clé est le résultat de l'algorithme E22 avec le code PIN de l'appareil, l’adresse de l’autre appareil Bluetooth et un nombre 128 bit généré aléatoirement en entrée.
Clé Unit La clé Unit est générée grâce à l’algorithme E21 quand l’appareil opère pour la première fois avec un autre appareil. Après la création, la clé est stockée dans une mémoire non volatile, elle est rarement changée. Un appareil peut utiliser la Unit Key d’un autre appareil comme une clé de liaison entre les deux appareils. Durant la phase d’initialisation, l’application décide quel appareil fournit sa Unit Key en tant que clé de liaison. Si la mémoire d’un des appareils est pleine, il ne pourra pas se souvenir d’une clé supplémentaire sa clé de liaison sera donc utilisée.
Clé de combinaison La clé de combinaison est construite à partir d’informations de deux appareils. Elle est créée durant la phase d’initialisation, les deux appareils génèrent leur clé en même temps. Les deux appareils utilisent l’algorithme E21 avec un nombre généré aléatoirement et leur BD_ADDR en entrée. Ils échangent ensuite leurs nombres aléatoires de manière sécurisée afin de calculer leur clé de combinaison.
Clé Maître La clé maître est une clé temporaire remplaçant l’actuelle clé de liaison. Elle est utilisée quand l'appareil maître veut transmettre des informations à plus d’un destinataire. L’appareil maître génère une clé maître avec l’algorithme E22 et 2 nombres aléatoires de 128 bit.
Appairage L’appairage (ou pairing en anglais) permet l’association entre deux terminaux Bluetooth. Les clefs de liaison, permettant de sécuriser les canaux de communication entre les deux terminaux, sont créés lors de cette phase.
Deux méthodes sont proposées : le « Legacy pairing » et le « Secure simple pairing ».