Yubikey et la double authentification

Une des bêtes noires de la sécurité des utilisateurs et de leurs informations sur l’Internet est le mot de passe. Ou plutôt devait-on dire la multitude de mots de passes et de comptes utilisateurs qui vont avec.

Chaque service web nécessite un compte utilisateur pour être utilisé, normal. Ce qui est moins normal, c’est que cette identification reste assez strictement localisée au service en question. A part quelques tentatives qui n’ont remportée qu’un succès d’estime, chaque service gère jalousement ses utilisateurs. Il en résulte un multitude de comptes utilisateurs différents avec potentiellement autant de mots de passes.
La gestion de l’identité sur l’Internet est un vrai problème. La gestion des mots de passes associés encore plus. Même si l’on met le même mots de passe partout, il faut régulièrement le retaper. Et bien sûr, avec un mot de passe unique, on devient vulnérable au premier service qui ne sécuriserait pas correctement ceux-ci.

Yubico propose une solution basé sur le mot de passe à usage unique (OTP – One Time Password). L’ensemble fonctionne sur le principe de ‘ce que je connais‘ et ‘ce que j’ai‘. La double authentification repose donc sur deux moyens combinés de prouver son identité. On doit fournir les deux ou prouver que l’on détient les deux.

  1. Ce que je connais‘, c’est typiquement un nom d’utilisateur et un mot de passe.
  2. Ce que j’ai‘, c’est un objet dont je dispose. Cet objet doit être capable de prouver sa présence de façon numérique. C’est ici la YubiKey.
  3. Ce que je suis‘, c’est le plus dur à obtenir… puisque c’est généralement ce que l’on cherche.

La clé YubiKey branchée en USB émule un clavier et envoie un mot de passe OTP lorsque l’on appuie sur un bouton de la clé. Ce mot de passe unique est dérivé de l’identifiant de la clé, d’un numéro de séquence, d’une empreinte CRC et de divers autres champs. Le tout est converti en caractères imprimables et envoyé comme si il était tapé sur un clavier.
Ce OTP est transmis au serveur en même temps que le nom d’utilisateur et éventuellement un autre mot de passe (double authentification). Le serveur le transmet au YubiCloud pour vérification et attend une réponse positive ou négative sur la validité de l’OTP pour donner l’accès au service à l’utilisateur… ou pas.
L’OTP change à chaque fois et ne peut être rejoué. Il peut donc être divulgué une fois utilisé.
La YubiKey peut être volée, sans le compte à utiliser (ou le deuxième mot de passe) elle est inutilisable.
Si double authentification, le mot de passe peut être volé (keylogger), il n’est pas utilisable sans la YubiKey à côté.

Une des propriétés intéressante de cet implémentation, c’est que l’on peut voir l’ensemble comme la transmission de messages chiffrés (symétrique) entre la YubiKey et la YubiHSM. Toutes les clés connaissent l’unique (ou pas loin) mot de passe secret de chiffrement. On fait confiance au matériel (les clés USB) pour savoir garder le secret.

Le système est de loin préférable à la simple authentification par mot de passe. Mais il n’en présente pas moins des problèmes :

  1. Une petite polémique est apparue sur la robustesse réelle du système. Un CRC16 permet de vérifier la validé du paquet. Ce CRC est inclus dans les données chiffrées et couvre donc 128-16=112bits. En jouant des paquets au hasard, il y a 1/(2*2^16) chances que la signature du CRC16 soit cohérente avec le reste. Si l’on compte qu’il faut statistiquement parcourir la moitié des valeurs pour en trouver une bonne, cela donne une probabilité de 1/(2^16). Cependant, dans les données chiffrées, il y a aussi le champ private identity de 6 bytes=48bits. Ce champs étant vérifié comme nul ou valide par les serveurs, la probabilité remonte à 2*1/(2^(16+48)) soit 1/(2^63). Ce qui sauve les meubles c’est que l’attaque doit passer par le réseau, la solidité réelle de l’ensemble est de 2^63 et non de 2^128…
  2. Il faut la coopération active des services qui authentifient les utilisateurs. La méthode d’authentification doit être modifiée pour supporter la vérification de l’OTP en liaison avec le YubiCloud, l’infrastructure qui valide réellement l’authentification. Pour les personnes qui gèrent elles-même leurs blogs ou autres services, c’est un réel gain. Mais pour un gros acteur de l’Internet c’est plutôt une ingérence sur un sujet sensible que sont les utilisateurs et tout ce qu’ils rapportent. Cela à donc autant de chance d’être adopté que d’autres solutions par le passé comme OpenID, faible.
  3. La solution nécessite une connectivité vers l’Internet et le YubiCloud pour valider l’authentification. Impossible donc de travailler hors-ligne. Il y a 5 serveurs dans le monde, c’est déjà pas mal mais c’est aussi encore trop peu pour résister à un DDOS ciblé. Et en cas d’absence de connexion prolongée aux serveur, tous les services associés sont eux-aussi paralysés. On a un point de défaut unique.
  4. Comment va se comporter l’ensemble lorsque le compteur anti-rejeu va boucler ? La clé ne marchera plus. La taille du compteur est de 15bits=32768 utilisations (avec branchement de la clé).
  5. Volontairement, la YubiKey ne peut être mise à jour. La clé est accessible en lecture seule, ce qui empêche la diffusion de virus et réduit la surface d’attaque de celle-ci. Mais que se passera-t-il quand, inévitablement, une faille sera trouvée sur cette clé ? Poubelle.

D’autres questions restent en suspend. L’analyse rapide de la documentation sur le site web de Yubico ne permet pas d’y répondre.

  1. Clé unique de chiffrement AES entre toutes les clés YubiHSM ? Ou une clé AES par YubiHSM ? Ce système de clés secrètes interdit notamment toute concurrence avec les mêmes clés. Utiliser la cryptographie asymétrique plutôt que symétrique aurait permit bien plus de choses et relevé la sécurité à plus long terme.
  2. Et si un serveur d’authentification du YubiCloud répond toujours OK même si les OTP sont invalides ? Quelle est la robustesse de l’infrastructure du YubiCloud ? La liaison entre les API côté clients et les serveurs API Validation Servers est chiffrée avec une clé partagée. Les serveurs KSM avec leurs YubiHSM sont indépendants des API Validation Servers. Mais si la clé AES semble bien protégée dans les YubiHSM, je n’ai pas vu de mécanisme de signature de la réponse.
  3. Yubico ne semble pas aimer la cryptographie symétrique, elle n’est employée nulle part. Dans un contexte entièrement centralisé autour de quelques serveurs, la cryptographie symétrique appliquée à tous les échanges reste cependant acceptable. Mais on en revient à une critique précédente, cela renforce l’unicité du point de défaillance de ces serveurs.

Qu’en penser ?
Toute la sécurité repose sur la/les clés AES des YubiHSM, la robustesse de la clé YubiKey et sur l’implémentation du chiffrement de l’OTP. La solution semble viable à court terme. Trop de défauts la condamne malheureusement à long terme.
Bref, c’est mieux que de se reposer uniquement sur le user/password, mais il faudra l’abandonner sans regrets au premier signe de faiblesse.

Liens :
http://www.yubico.com/
http://www.wired.com/wiredenterprise/2013/01/google-password/all/
http://www.yubico.com/products/yubikey-hardware/
– http://static.yubico.com/var/uploads/pdfs/YubiKey_manual-2.0.pdf
http://www.yubico.com/wp-content/uploads/2012/10/YubiCloud-OTP-Validation-Service-v1.1.pdf
http://www.schneier.com/blog/archives/2013/01/googles_authent.html
http://gonzague.me/yubico-yubikey#axzz2IzWaf5Dr
https://bitcointalk.org/index.php?topic=85648.msg943612#msg943612
http://openid.net/

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2 Responses to “Yubikey et la double authentification”

  1. Stéphane DENDIEVEL » Blog Archive » YubiKey ou pas Says:

    […] un peu gratté autour et publiée le résultat de cette petite étude sur le projet nebule. Le faible coût d’achat couplé à la nécessité d’ajouter […]

  2. DENDIEVEL Stéphane Says:

    Pourquoi cette étude?
    Je pense (comme Google notamment) que c’est une voie d’avenir d’avoir une sorte de talisman qui nous ouvre les portes de nos informations… mais pas sous la forme proposée par Yubico. Il me faudrait une clé physique qui soit capable d’exploiter une clé cryptographique asymétrique sans possibilité de l’exporter. Une clé physique pour gérer une entité nebule par exemple…