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S curit des r seaux
La s curit informatique consiste assurer que les ressources mat rielles ou logicielles d'une
organisation sont uniquement utilis es dans le cadre pr vu. Le terme s curit recouvre 3
domaines :
- La fiabilit de fonctionnement : sexprime en termes de disponibilit
- La confidentialit de linformation : consiste sassurer que seules les personnes
autoris es aient acc s aux ressources
- Lint grit des donn es
Confidentialit et int grit font appel aux techniques de la cryptographie.
Une politique de s curit est lensemble des orientations suivies par une organisation (au
sens large) en mati re de s curit . Elle se doit d' tre labor e au niveau de la direction de
l'organisation concern e et doit tre abord e dans un contexte global, cest- -dire au niveau
des utilisateurs (sensibilisation aux probl mes de s curit ), des applications, des donn es, des
t l communications et des infrastructures mat rielles.
1. Fiabilit de fonctionnement
Pour laugmenter, on peut am liorer la fiabilit des l ments qui composent la cha ne de
transmission, pr voir des redondances et des chemins de secours ou r duire les temps
dintervention et de r paration.
La topologie de c blage est le premier l ment prendre en compte. On estime que plus de
70% des pannes dun r seau sont dues aux couches basses et plus particuli rement au c blage
lui-m me.
Une topologie en toile est bien moins sensible quun bus : en cas de probl me sur un
segment coaxial, toutes les stations connect es sont coup es du r seau, alors que dans le cas
dun c blage en paires torsad es (10BASE-T), seule une station est g n e et le hub remplit
son r le de protection en inhibant le port concern .
Lalimentation est g n ralement un point critique des mat riels actifs. Il est fortement
recommander de pr voir une alimentation redondante pour tous les quipements lourds.
Une caract ristique importante pour assurer une bonne disponibilit des mat riels actifs est la
possibilit de hot swap. Les cartes peuvent tre retir es ou ajout es sous tension, sans
perturber le fonctionnement du reste de l quipement.
2. Confidentialit
Dans un r seau Ethernet, tout le monde voit tout : les quipements connect s sur le r seau
voient circuler toutes les trames. Une solution simple est de remplacer les concentrateurs
(hubs) par des commutateurs.
La s curit r seau Christian Bulfone / Licence MIASS
61
Les stations de travail dun r seau peuvent tre d plac es et connect es sur dautres prises
tout instant. Il est important que ladministrateur du r seau soit inform de ces mouvements et
quil puisse les contr ler. Plusieurs niveaux de contr le sont possibles.
une alerte est envoy e au gestionnaire par le commutateur quand celui-ci d tecte un
changement d tat de la liaison.
une alerte est g n r e lorsquune nouvelle adresse physique Ethernet est identifi e sur
un port. Tout mouvement est ainsi rep r imm diatement.
un mode de s curit plus strict est possible. Toute station inconnue qui tente de se
trame est automatiquement d connect e
raccorder un port et d mettre une
(d sactivation de la liaison) et g n re un message dalerte.
Il arrive souvent que des entreprises prouvent le besoin de communiquer avec des filiales,
des clients ou m me du personnel g ographiquement loign es via Internet. Pour autant, les
donn es transmises sur Internet sont vuln rables car elles peuvent tre cout es voire
m me d tourn es en chemin.
Comme il nest souvent pas envisageable de relier ces diff rents r seaux locaux entre eux par
des liaisons sp cialis es, un bon compromis consiste utiliser Internet comme support de
transmission en utilisant un protocole dencapsulation (en anglais tunneling), c'est- -dire
encapsulant les donn es transmettre de fa on chiffr e. On parle alors de r seau priv
virtuel (not RPV ou VPN, acronyme de Virtual Private Network) pour d signer le r seau
ainsi artificiellement cr .
donn es
chiffr es
Client
VPN
Internet
tunnel VPN
Passerelle
VPN
Paris
Grenoble
Ce r seau est dit virtuel car il relie deux r seaux physiques (r seaux locaux) par une
liaison non fiable (Internet), et priv car seuls les ordinateurs des r seaux locaux de part et
d'autre du VPN peuvent voir les donn es.
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3. Introduction la cryptographie
La cryptologie est une science math matique qui comporte deux branches :
-
-
la cryptographie
la cryptanalyse
La cryptographie regroupe lensemble des m thodes permettant de communiquer de fa on
confidentielle par des voies de communication susceptibles d tre espionn es. Afin de
prot ger un message, on lui applique une transformation qui le rend incompr hensible ; cest
ce que lon appelle le chiffrement, qui, partir dun texte en clair, donne un texte chiffr ou
cryptogramme.
Inversement le d chiffrement est laction l gitime qui permet de retrouver linformation en
clair partir de donn es chiffr es. Dans la cryptographie moderne, les transformations en
question sont des fonctions math matiques appel es algorithmes cryptographiques, qui
d pendent dun param tre appel cl .
Cl de
chiffrement
Cl de
d chiffrement
Texte en
clair
Chiffrement
Texte chiffr
ou
cryptogramme
D chiffrement
Publicité
Texte en
clair
D cryptage
Texte en clair
et/ou cl
La cryptanalyse, linverse, est l tude des proc d s cryptographiques dans le but de trouver
des faiblesses et, en particulier, de pouvoir d crypter des textes chiffr s. Le d cryptage3 est
laction consistant retrouver le texte en clair sans conna tre la cl de d chiffrement.
La cryptographie r alise plusieurs fonctions :
Confidentialit : consiste rendre l'information inintelligible des personnes autres que
les acteurs de la transaction
Int grit : consiste d terminer si les donn es n'ont pas t alt r es durant la
communication (de mani re fortuite ou intentionnelle)
Non r pudiation : permet de prouver la participation dune entit dans un change de
donn es
Authentification : consiste assurer l'identit d'un utilisateur, c'est- -dire de garantir
chacun des correspondants que son partenaire est bien celui qu'il croit tre.
3 les termes cryptage et crypter sont souvent employ s incorrectement la place de chiffrement et
chiffrer .
En France, il existe une r glementation stricte sur la longueur des cl s utilis es pour le chiffrement (voir
http://www.telecom.gouv.fr rubrique s curit ).
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Lauthentification est le processus par lequel une entit (personne, machine &) prouve
son identit . Il existe plusieurs classes de m thodes dauthentification possibles :
je connais : exemple du mot de passe. G n ralement lauthentification est pr c d e
dune identification qui permet cette entit de se faire reconna tre du syst me par un
l ment dont on la dot e.
je poss de : exemple de la carte magn tique.
je suis : exemple de lempreinte digitale (biom trie).
je sais faire : exemple de la signature manuscrite.
3.1. Cryptographie cl secr te
Dans la cryptographie cl secr te4 (ou chiffrement sym trique), une m me cl secr te est
utilis e pour le chiffrement et le d chiffrement du message.
Exp diteur
Message
Message
Destinataire
Chiffrement du message
avec la cl secr te
Cl secr te
Message chiffr
Transmission
du message
r
s
n
o
n
l
a
n
a
C
D chiffrement du message avec
la cl secr te
Cl secr te
Message chiffr
Cette technique permet d'assurer la confidentialit du message chang . Pour que le syst me
soit s r, la longueur de la cl doit tre au moins gale celle du message chiffrer et il est
n cessaire dutiliser un canal s r pour se transmettre la cl . Le probl me du partage de la cl
devient crucial d s que le nombre d'utilisateurs augmente (si chaque paire parmi N utilisateurs
partagent une cl , il faut alors N cl s secr tes).
4 Le plus utilis de ces syst mes de chiffrement cl secr te a longtemps t le DES (Data Encryption System),
avec ses cl s de 56 bits. L'espace des cl s qu'il peut offrir (256) n'est plus actuellement assez vaste pour r sister
la recherche exhaustive (c'est- -dire la recherche de toutes les cl s possibles), et le DES a d'ailleurs t cass en
1998. Son successeur, l'AES (Advanced Encryption Standard), peut quant lui travailler avec des cl s de 128,
192 ou 256 bits. Il existe de nombreux autres algorithmes, notamment IDEA (International Data Encryption
Algorithm) utilisant des cl s de 128 bits et impl ment dans le logiciel PGP, le RC2 ou RC4 (Ron's Code de son
concepteur Ron Rivest) pouvant utiliser des cl s de longueur maximale de 2048 bits et que l'on retrouve dans
SSL.
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Alice
Mise en accord en priv sur la
cl CHAMPIGNON
Bernard
J E V O U S A I M E
1001010100010110101101001111101010110100111000001100100110011011000101
C H A M P I G N O N
1000011100100110000011001101101000010010011000111100111010011111001110
XOR
XOR
0001001000110000101110000010000010100110100000110000011100000100001011
1001010100010110101101001111101010110100111000001100100110011011000101
J E V O U S A I M E
XOR 0 1
0 0 1
1 1 0
Pour garantir une bonne s curit de ce type de syst me de chiffrement, on consid re qu'
l'heure actuelle, la taille des cl s ne doit pas tre inf rieure 128 bits. En France, la l gislation
limite d'ailleurs la longueur des cl s de chiffrement cl s secr tes 128 bits.
3.2. Cryptographie cl publique
La cryptographie cl publique5 (chiffrement asym trique) utilise deux cl s, une pour
Publicité
chiffrer, une pour d chiffrer. Le message est chiffr avec la cl publique du destinataire et
seule la cl priv e peut d chiffrer le message chiffr . Le destinataire est le seul poss der et
conna tre la cl priv e (dont l'acc s est prot g par une "passphrase") et il est impossible de
calculer la cl priv e partir de la cl publique.
5 Depuis son invention en 1978, RSA, du nom de ses trois inventeurs, Ronald Rivest, Adi Shamir et Leonard
Adleman, est le plus utilis des cryptosyst mes cl publique. Il est fond sur une des branches des
math matiques, la th orie des nombres. L'entier n est le produit de deux grands nombres premiers p et q, et la
s curit du RSA est li e la difficult de factoriser n, c'est- -dire de retrouver p et q partir de leur produit.
Cette difficult n'est tablie que pour n assez grand, c'est- -dire au moins 1024 bits.
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Exp diteur
Message
Chiffrement du message
avec la cl publique
Cl publique
Transmission de la cl publique
en clair sur le r seau
G n ration des cl s
Cl
publique
Cl
priv e
Message chiffr
Transmission
du message
r
s
n
o
n
l
a
n
a
C
D chiffrement du message avec
la cl priv e
Message
Destinataire
Cl priv e
Message chiffr
3.3. Cryptographie cl mixte
La cryptographie cl mixte combine les avantages des deux techniques pr c dentes tout en
vitant leurs inconv nients. En effet, la cryptographie cl sym trique ne permet pas de
transmission s curis e de la cl et la cryptographie cl publique utilise des algorithmes trop
lents pour le chiffrement des donn es.
Lors d'une session de communication, une cl secr te dite cl de session, al atoire et de
longueur suffisante est g n r e. Cette cl est ensuite chiffr e avec la cl publique du
destinataire et transmise travers le r seau. Le destinataire est alors en mesure de d chiffrer la
cl de session avec sa cl priv e. Les deux entit s poss dent pr sent la m me cl secr te
qu'ils vont pouvoir utiliser pour chiffrer et d chiffrer les messages chang s jusqu' la fin de
la session. Une fois la session termin e, la cl secr te est d truite.
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Exp diteur
Message
G n ration dune
cl secr te
al atoire
Chiffrement du message avec
la cl secr te
Cl secr te
Message chiffr
Chiffrement de la cl secr te
avec la cl publique
Cl publique
Transmission de la cl publique
en clair sur le r seau
G n ration des cl s
Cl
publique
Cl
priv e
Message
Destinataire
Message chiffr
Cl secr te
D chiffrement du message avec
la cl secr te
Cl secr te
Transmission du
message chiffr et
de la cl secr te
chiffr e
D chiffrement
de la cl
secr te chiffr e
Publicité
avec la cl
priv e
3.4. Fonctions de hachage
Le r le des fonctions de hachage6 est de cr er une sorte
d'empreinte num rique du message. Cette empreinte, appel e
digest ou hach ou encore condensat, est de taille fixe et tr s
petite compar e celle du message.
En principe, chaque message ne doit donner qu'un seul r sultat.
En outre, la fonction de hachage est dite sens unique, c'est- -
dire qu'il est impossible de retrouver ou de recomposer le
message d'origine partir de son empreinte. Cela permet de
garantir l'int grit du message envoy .
Message
Empreinte
3.5. Les protocoles SSH / SSL
Plusieurs protocoles peuvent tre utilis s pour chiffrer et authentifier les changes notamment
SSH (Secure SHell). Il sagit la fois de la d finition d'un protocole et dun ensemble de
programmes permettant des sessions interactives depuis une machine cliente distance sur
des serveurs et le transfert des fichiers entre deux machines de mani re s curis e
Ces programmes ont pour but de remplacer les utilitaires de connexions classiques n'utilisant
pas de chiffrement (rlogin, rcp, rsh et telnet notamment)
SSH chiffre et compresse un tunnel de session vitant ainsi la circulation des mots de passe et
des donn es en clair sur le r seau.
6 Diff rentes techniques de hachage sont utilis es, notamment le MD5 (Message Digest 5) d velopp s par Ron
Rivest. Le MD5, qu'utilise entre autre le programme md5sum, produit une empreinte d'une taille de 128 bits.
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Deux modes d'authentification de l'utilisateur peuvent tre mis en oeuvre avec SSH
" une authentification "traditionnelle" par mot de passe : comme le canal est d j chiffr
par le protocole SSH, le mot de passe en clair est encapsul dans une communication
s cr te
" une authentification forte : l'authentification est bas e sur la cryptographie asym trique,
utilisant des cl s publique/priv e. La cl priv e est prot g e par une passphrase, cette
passphrase ne circulant pas sur le r seau. L'utilisateur s'identifie alors sans utiliser le mot
de passe de la connexion classique (mot de passe Unix), mais l'aide de ces cl s (et de sa
passphrase pour acc der sa cl priv e).
SSL (Socket Secure Layer) est un protocole mis en oeuvre initialement par Netscape et repris
par l'IETF sous le nom TLS (Transport Layer Security). Il offre un certain nombre de services
de s curit tels que la confidentialit des donn es transmises ou l'authentification des
interlocuteurs l'aide de certificats lectroniques. SSL est utilis pour s curiser des services
Web (protocole HTTPS), ou encore des protocoles comme POP et IMAP (on parle alors des
protocoles POPS et IMAPS).
4. Le firewall
Louverture des r seaux dentreprise sur lInternet les rend vuln rables. Les tentatives
dintrusion sur les syst mes en r seau se multiplient, ainsi que les d nis de services qui visent
rendre indisponible un service (application sp cifique), une machine, voire parfois le r seau
lui-m me (par saturation de ses ressources).
Pour se pr munir de ses attaques externes, la plupart des entreprises ont d ploy des
architectures particuli res, dans lesquelles le firewall (ou pare-feu, garde-barri re &) est un
l ment important. Il permet de restreindre lacc s au r seau en un point pr cis.
Le firewall nest pourtant quun acteur dune politique de s curit ; il ne peut lui seul
r soudre tous les probl mes de s curit .
On distingue :
- Le firewall logiciel ; il est mis en Suvre sur un simple PC avec plusieurs interfaces r seau,
embarquant un OS g n raliste (Linux, ou un autre UNIX). Les fonctions du pare-feu sont
impl ment es laide dun logiciel adapt (Ipchains ou Netfilter sous Linux ; Packet
Filter sous OpenBSD),
- Le firewall mat riel ; il se pr sente sous la forme dun bo tier sp cialis embarquant un
OS souvent minimaliste (routeurs ou quipements d di s).
Un pare-feu assure un ensemble de fonctions
- Le filtrage : il sagit de la principale fonction
- Lauthentification des utilisateurs et la gestion des droits (protocoles dauthentification
RADIUS ou TABACS+)
- La translation dadresses ou NAT (Network Address Translation) : permet docculter
totalement le plan dadressage interne de lentreprise et de r duire le nombre dadresses IP
officielles n cessaires.
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4.1. Le filtrage
4.1.1. Les bases du filtrage
Tout service r seau est priori filtrable par un firewall. Le filtrage peut tre r alis sur :
"
"
les adresses Ethernet source ou destination (couche 2)
les protocoles de couche 3 : par exemple, uniquement IP et pas ICMP pour viter de
propager les pings
les protocoles de couche 4 : accepter TCP (FTP, Telnet) et pas UDP (NFS, &)
les adresses IP source et/ou destination
les num ros de port : par exemple interdire le port 25 pour interdire la messagerie (SMTP)
"
"
"
4.1.2. Politique de filtrage
tout autoriser sauf quelques services connus que lon veut refuser
tout interdire sauf certains services que lon peut/souhaite s curiser
Il existe deux politiques de s curit :
"
"
La politique la plus restrictive est toujours la plus s re. Il faut veiller toujours utiliser des
logiciels prouv s ou corrigeant des trous de s curit de versions ant rieures.
Pour chaque paquet IP, on peut
- Accepter ou router le paquet (ACCEPT)
- Rejeter le paquet sans notification l metteur (DROP) ou refuser le paquet avec
notification (ICMP) l metteur (REJECT)
Internet
ACCEPT
REJECT
DROP
r seau interne
Les premiers pare-feu taient sans tat (stateless firewall), chaque paquet tant trait
Publicité
ind pendamment des autres et compar une liste de r gles pr configur es. Ces r gles
peuvent avoir des noms tr s diff rents en fonction du pare-feu ( ACL pour Access Control
List par exemple chez Cisco). La configuration de ces dispositifs est souvent complexe et
l'absence de prise en compte des machines tats des protocoles r seaux ne permet pas
d'obtenir une finesse du filtrage tr s volu e. Ces pare-feu ont donc tendance tomber en
d su tude mais restent pr sents sur certains routeurs ou syst mes d'exploitation.
Certains protocoles dits tats comme TCP introduisent une notion de session dans le
d roulement des changes. Les pare-feu tats (statefull firewall) v rifient la conformit des
paquets une connexion en cours. Un tel dispositif est ainsi capable d'assurer un suivi des
changes, c'est- -dire de tenir compte de l' tat des anciens paquets pour appliquer les r gles
de filtrage. De cette mani re, partir du moment o une machine autoris e initie une
connexion vers une machine situ e de l'autre c t du pare-feu, l'ensemble des paquets
transitant dans le cadre de cette connexion seront implicitement accept s par le pare-feu.
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Ce m canisme apporte en fiabilit puisqu'il est plus s lectif quant la nature du trafic
autoris .
Internet
ESTABLISHED
NEW
RELATED
r seau interne
established : paquet associ une connexion d j tablie
new : paquet demandant une nouvelle connexion
related : nouvelle connexion mais li e
4.1.3. Firewall routeur cran
Cest larchitecture la moins ch re qui permet de faire un filtrage simple mais efficace.
Internet
Route ou bloque les paquets selon la
politique de s curit du site
Routeur cran
R seau interne
4.2. La translation dadresses
Les paquets venant de r seaux priv s ne sont pas routables. Les adresses IP priv es sont
d finies dans la RFC 1918. Il sagit des r seaux :
- classe A : 10.0.0.0 10.255.255.255
- classe B : 172.16.0.0 172.31.255.255
- classe C : 192.168.0.0 192.168.255.255
Une passerelle (ou proxy) fait la liaison r seau priv Internet
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Internet
@IP externe visible
Serveur
mandataire
H te
double
r seau
Firewall
@IP interne invisible
R seau interne
Serveur r el
H te externe
@IP interne
Client
mandataire
H te interne
Les paquets venant des h tes du r seau priv sont r crits (camoufl s ou masqu s) lorsquils
passent par la passerelle, comme sils provenaient de la passerelle elle-m me. Les r ponses
destination des h tes du r seau priv sont r crites par la passerelle, comme si elles venaient
du destinataire originel.
4.3. Autres architectures
4.3.1. Firewall avec bastion
Toutes les connexions en provenance de lInternet passent forc ment par le bastion qui se
trouve sur le r seau interne.
Les clients du r seau interne peuvent acc der directement lInternet pour les services non
mandat s par le bastion, sinon ils passent obligatoirement par les proxies du bastion.
Internet
Firewall
Routeur
cran
bastion
R seau interne
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4.3.2. Firewall zone d militaris e
On utilise un sous-r seau part pour isoler les bastions : cest la zone d militaris e (DMZ). Il
est possible de fusionner routeur interne et externe.
M me si le bastion est perc , le pirate est isol dans la DMZ et ne peut pas acc der au r seau
interne facilement (il nest pas possible dusurper une machine du r seau interne par
exemple).
Internet
H te
FTP/WWW
H te
SMTP/DNS
Routeur
ext rieur
Firewall
Routeur
int rieur
R seau p riph rique
R seau interne
4.3.3. Firewall hi rarchiques
Cette architecture est souvent utilis e pour isoler un r seau de test interne une entreprise.
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