Linux disk encryption and self-encrypting drives -- A case study on Opal2 drives security

Imaginez que le disque dur de votre ordinateur soit un coffre-fort haute technologie. Depuis des années, nous protégeons l'argent à l'intérieur (vos données) en engageant un garde très attentif (le logiciel de chiffrement) qui vérifie chaque sac avant qu'il n'entre ou ne sorte. Mais récemment, les fabricants de coffres-forts ont commencé à intégrer les gardes directement dans la porte du coffre. Ce sont les disques à chiffrement automatique (SED), plus précisément le modèle Opal2. L'idée était simple : si le coffre se verrouille lui-même, il devrait être plus rapide et plus sûr, n'est-ce pas ?

Eh bien, une équipe de détectives curieux de l'Université Masaryk a décidé de tester cette théorie. Ils ne se sont pas contentés de prendre la parole des fabricants pour argent comptant ; ils ont saisi 38 différents « coffres-forts » prêts à l'emploi provenant de diverses marques, certains neufs et d'autres d'occasion, et les ont soumis à un test de stress rigoureux en boîte noire. Ils ne savaient pas comment les coffres étaient construits à l'intérieur ; ils ont simplement envoyé des commandes et observé ce qui se passait.

Voici ce qu'ils ont découvert, et pourquoi c'est un peu les montagnes russes.

La « Clé Magique » qui n'était pas si magique

La plus grande surprise ? Certains de ces coffres « intelligents » jouaient en fait des tours au chiffrement.

Imaginez le chiffrement comme un code secret où chaque lettre que vous écrivez est brouillée. Pour s'assurer que le code est vraiment sécurisé, le brouilleur doit utiliser une « torsion » unique pour chaque page de votre journal. Si vous écrivez la même phrase à la page 1 et à la page 100, la version brouillée devrait être totalement différente.

Les chercheurs ont découvert que sur plusieurs disques (comme certains de Lenovo et Samsung), les coffres devenaient paresseux. Ils utilisaient la même torsion pour plusieurs pages. C'est comme si un espion utilisait la même poignée de main secrète pour chaque agent qu'il rencontrait. Si un attaquant voyait le même motif deux fois, il pourrait deviner le message secret, même sans la clé. Dans certains cas, les disques utilisaient une taille de « bloc » interne de 4096 octets mais prétendaient qu'elle était plus petite, ce qui faisait que la « torsion » était réutilisée dans la seconde moitié du bloc. Ce n'était pas un désastre total, mais cela signifiait que si vous changiez votre mot de passe, d'anciens motifs pourraient encore être visibles dans les données brouillées.

Le générateur de « Nombres Aléatoires » qui n'était pas aléatoire

Pour verrouiller le coffre, vous avez besoin d'une clé véritablement aléatoire. Imaginez essayer de choisir un numéro gagnant à la loterie. Si la machine qui choisit les numéros est défectueuse et choisit toujours « 7, 14, 21 », vous êtes dans le pétrin.

La norme Opal2 demande au disque d'agir comme un générateur de nombres aléatoires. Les chercheurs ont testé cela en demandant aux disques de recracher 1 Mo de données aléatoires et en vérifiant si les nombres étaient vraiment mélangés.

• Le résultat : Plusieurs disques ont échoué lamentablement. Certains disques (comme certains modèles Lenovo et Samsung) étaient si prévisibles qu'ils comptaient pratiquement : « 1, 2, 3... 32, 1, 2, 3... »
• Le verdict : L'article suggère que si vous comptez sur le générateur de votre disque pour créer vos clés secrètes, vous pourriez utiliser une clé qu'un attaquant pourrait deviner. C'est pourquoi les chercheurs ont décidé de ne pas utiliser le générateur aléatoire du disque pour le chiffrement Linux. À la place, ils s'en tiennent au générateur aléatoire de l'ordinateur lui-même, qui est beaucoup plus fiable.

La fonctionnalité « Super Utilisateur » qui était cassée

Il existe une fonctionnalité spéciale appelée SUM (Single-User Mode). Voyez cela comme une clé « Manager » et une clé « Utilisateur ». Le Manager peut configurer le coffre, mais l'Utilisateur est le seul à pouvoir l'ouvrir. Le Manager ne devrait pas pouvoir jeter un coup d'œil aux affaires de l'Utilisateur.

Les chercheurs ont tenté de configurer cela sur les disques. Ils ont découvert que, bien que de nombreux disques disent supporter cette fonctionnalité, l'implémentation réelle était souvent défaillante. Sur certains disques, le « Manager » pouvait encore déverrouiller les données de l'« Utilisateur », ou la transition entre les modes était si instable qu'un attaquant pouvait interrompre le processus et voler les données. À cause de ces dysfonctionnements, les chercheurs ont constaté que sur 24 disques qui prétendaient supporter ce mode « Super Utilisateur », seuls 14 fonctionnaient réellement correctement pour être dignes de confiance.

Le problème du « Bouton de Réinitialisation »

Chaque coffre possède un bouton de réinitialisation maître appelé PSID (Physical Security Identification). Il s'agit d'un code imprimé sur un autocollant sur le disque. Si vous oubliez votre mot de passe, vous pouvez utiliser ce code pour effacer le disque et recommencer.

Les chercheurs ont trouvé quelques problèmes ici :

1. Codes prévisibles : Sur certains disques (spécifiquement un lot de Western Digital), les codes de réinitialisation n'étaient pas vraiment aléatoires. Ils suivaient un modèle. Si vous connaissiez le code d'un disque, vous pouviez deviner le code d'un autre disque de la même série en essayant simplement quelques chiffres.
2. Secrets oubliés : De nombreux utilisateurs ne réalisent pas que ce code sur autocollant est un secret. Des gens publient des photos de leurs disques en ligne avec le code clairement visible. Si un pirate voit cette photo et a un accès à distance à votre disque verrouillé, il peut effacer vos données instantanément.
3. Vérificateurs trop indulgents : Certains disques (comme certains modèles Micron) étaient trop gentils. Ils acceptaient le code de réinitialisation même si vous ajoutiez des lettres supplémentaires à la fin. C'est comme un videur qui vous laisse entrer même si vous dites que votre nom est « John Smith » alors que la liste indique seulement « John ». Ce n'est pas un piratage direct, mais cela montre que l'ingénierie de sécurité était négligente.

L'imposteur « Pyrite »

Avant même de commencer les tests, l'équipe a dû rejeter 12 disques. Pourquoi ? Parce qu'ils étaient étiquetés comme « Opal2 » (la version haute sécurité) mais étaient en réalité des Pyrite2. Pyrite2 est comme une version « Lite » du coffre-fort — elle possède une serrure, mais elle ne chiffre pas réellement les données à l'intérieur. C'est juste une porte qui dit « Défense d'entrer » sans avoir de véritables murs. Les chercheurs ont dû les filtrer pour s'assurer qu'ils testaient de vrais chiffrements.

La bonne nouvelle : Un nouvel outil pour Linux

Malgré tous ces coffres vacillants, les chercheurs ne se sont pas contentés de dire « c'est cassé » et de partir. Ils ont construit un nouvel ensemble d'outils pour Linux (le système d'exploitation utilisé par de nombreux serveurs et ordinateurs axés sur la confidentialité).

Ils ont créé un moyen de vérifier automatiquement si un disque se comporte correctement avant de vous laisser l'utiliser. Si un disque tente d'utiliser un mauvais générateur de nombres aléatoires ou possède un mode « Super Utilisateur » défaillant, le nouveau logiciel le repérera et basculera automatiquement vers un mode plus sûr et standard. Ils ont également publié leur « Suite de tests Opal » en tant qu'outil open-source, afin que quiconque puisse vérifier ses propres disques.

L'essentiel

L'article conclut que bien que le chiffrement matériel (les SED) soit une excellente idée, la réalité actuelle est désordonnée. Les fabricants font souvent des économies, implémentent les fonctionnalités incorrectement ou laissent des failles de sécurité.

• Ce qu'ils ont écarté : Ils ont prouvé que vous ne pouvez pas faire aveuglément confiance au générateur de nombres aléatoires du disque ou à son mode « Super Utilisateur » sans vérifier au préalable.
• Ce qu'ils ont prouvé : Ils ont mesuré des défaillances spécifiques dans 38 disques, montant que les bugs de firmware sont réels et courants.
• La conclusion : Le chiffrement matériel n'est pas encore un bouclier magique. C'est une couche utile, mais elle doit être couplée à un logiciel intelligent (comme les nouveaux outils Linux qu'ils ont créés) pour détecter les erreurs commises par le matériel. Jusqu'à ce que les fabricants corrigent ces problèmes de firmware, la meilleure stratégie est de traiter le matériel comme un assistant, et non comme le seul gardien de vos secrets.