Attaques par démarrage à froid : ce que la RAM retient après la coupure du courant
Éteindre un ordinateur semble être une frontière nette. Ce n'en est pas une. La DRAM qui contient la mémoire de travail d'un système en marche est une grille de minuscules condensateurs, et les condensateurs se déchargent progressivement. Pendant des secondes, parfois des minutes, après la disparition du courant, les puces conservent l'essentiel de ce qui y a été écrit, y compris les clés de volumes que le chiffrement de disque charge au démarrage. Un attaquant qui redémarre une telle machine avec un bootloader minimal et recopie les résidus repart avec ces clés. C'est cela, une attaque par démarrage à froid, et elle a été démontrée contre de vrais produits de chiffrement largement utilisés depuis 2008.
Les travaux de Princeton qui ont nommé le problème
La démonstration canonique vient de chercheurs du Center for Information Technology Policy de l'université de Princeton et de leurs collaborateurs. Leur article, 'Lest We Remember: Cold Boot Attacks on Encryption Keys', a été présenté au symposium USENIX Security de San Jose en juillet 2008. L'écart entre cette date et la nôtre mérite d'être dit simplement : la technique est ancienne, et l'avertissement aussi. Les auteurs ont montré que la DRAM conserve son contenu pendant des secondes à des minutes après la perte d'alimentation, même à température de fonctionnement et même une fois les barrettes retirées de la carte mère, et qu'un refroidissement simple, appliqué par l'équipe au spray réfrigérant, étend cette fenêtre de façon spectaculaire. Sans dispositifs ni matériaux particuliers, ils ont extrait des clés de chiffrement de disque d'images mémoire et pris le dessus sur BitLocker, FileVault, dm-crypt et TrueCrypt lors de redémarrages à froid. Ils ont aussi décrit des algorithmes pour localiser des clés dans une mémoire partiellement dégradée et corriger les erreurs de bits.Pourquoi les clés survivent
Les key schedules AES sont le point faible. La clé étendue est stockée en mémoire avec une forte redondance interne, de sorte qu'un dump bruité peut être corrigé jusqu'à la véritable clé. Et le matériel moderne ne bouche pas le trou. Une analyse académique de 2017, 'Cold Boot Attacks are Still Hot: Security Analysis of Memory Scramblers in Modern Processors', a examiné la logique de scrambling que les processeurs contemporains appliquent à la DRAM, une mesure censée atténuer ces attaques, et l'a jugée inefficace : le masque de scrambling peut être dérivé du dump lui-même. Les auteurs ont construit une preuve de concept qui récupère une clé AES de chiffrement de disque dans la mémoire d'un processeur moderne, et leur attaque repose sur une brève coupure d'alimentation plutôt que sur le refroidissement des barrettes.Pourquoi l'extinction n'est pas la sécurité
Si les clés étaient effacées de manière fiable à l'extinction, la fenêtre serait étroite. Mais plusieurs états d'alimentation courants n'effacent jamais rien. La mise en veille sur RAM maintient la DRAM alimentée et rafraîchie : chaque clé que le système détenait reste en place, derrière un écran de verrouillage qu'on peut attaquer directement. L'hibernation écrit l'image de la RAM sur le disque, ce qui n'est sûr qu'à la mesure du chiffrement du volume d'échange ou d'hibernation, car un instantané de mémoire en cours d'exécution sur un stockage non chiffré est un cadeau. Même un redémarrage à chaud ne coupe pas longtemps l'alimentation des barrettes. Le projet Tails, qui documente cette menace pour ses utilisateurs, résume l'exposition sans détour :... peut demeurer dans la RAM jusqu'à plusieurs minutes après l'extinction ...Cet avertissement vise les portables ordinaires. Une machine éteinte au sens courant, capot fermé, écran noir, état d'alimentation flou, peut encore contenir tout ce que veut un attaquant, et la saisir ne coûte que quelques secondes.
Quelles atténuations existent réellement
Tails est la défense la plus visible en usage quotidien. À l'extinction, le système écrase la plus grande partie de sa RAM avec des données aléatoires, et le même effacement se déclenche quand on retire physiquement le support de démarrage pendant l'exécution, une voie d'urgence conçue précisément pour le moment où quelqu'un s'empare de la machine. Sous le capot, il s'appuie sur la fonction init-on-free du noyau plus un chien de garde qui surveille le support USB, et les notes de conception ajoutent que les fichiers dont le processus d'effacement a besoin sont verrouillés en mémoire dès le démarrage, pour que l'effacement ne puisse être évincé pendant qu'il s'exécute. Les habitudes qui l'accompagnent sont peu reluisantes mais concrètes :- Éteindre complètement plutôt que mettre en veille, surtout avant de remettre un appareil à quelqu'un.
- Apprendre le chemin d'extinction le plus rapide de votre système, car l'effacement demande du temps pour s'exécuter.
- Ne jamais laisser un portable allumé ou en veille sans surveillance physique.
- Si le matériel disparaît de votre vue dans un contexte à haut risque, le traiter comme potentiellement compromis, et pas simplement comme éteint.