EP4774928A1

EP4774928A1 - Connexion sécurisée d'une station à un point d'accès d'un réseau de télécommunication sans-fil

Info

Publication number: EP4774928A1
Application number: EP24765474.2A
Authority: EP
Inventors: Sylvain BALE; Hélène RALLE
Original assignee: Orange SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2023-09-08
Filing date: 2024-09-05
Publication date: 2026-07-15
Also published as: FR3152940A1; WO2025051888A1; CN122056011A

Abstract

Procédé de communication entre au moins une station (STA) et un point d'accès (AP) d'un réseau de télécommunication sans-fil, dans lequel un accès audit point d'accès est accordé à une station pour un intervalle temporel (P1, P2, P3) en fonction d'une négociation de sécurité basée sur au moins un mot de passe, ce procédé comportant des étapes mises en œuvre dans un intervalle temporel courant, de : - diffusion (m1, m3) par le point d'accès (AP) à la station (STA) d'au moins un nouveau mot de passe associé à un nouvel intervalle temporel, - établissement par le point d'accès et la station d'une nouvelle négociation de sécurité (m2, m6) basée au moins sur ce nouveau mot de passe avant la fin de l'intervalle temporel courant afin de renouveler l'accès pour le nouvel intervalle temporel.

Description

Titre de l’invention : Connexion sécurisée d’une station à un point d’accès d’un réseau de télécommunication sans-fil

DOMAINE DE L’INVENTION

[0001] La présente invention concerne le domaine de la sécurisation des communications entre une ou plusieurs stations et un point d’accès d’un réseau de télécommunication sans-fil, en particulier d’un réseau de type Wi-Fi domestique.

[0002] Différents mécanismes ont été proposés pour sécuriser la communication entre stations et points d’accès. En ce qui concerne les réseaux Wi-FI, se sont succédés le mécanisme WEP (pour « Wired Equivalent Privacy » en anglais), spécifié par la norme IEEE 802.11, le mécanisme WPA2 (pour « Wi-Fi Protected Access » en anglais), spécifié par la norme IEEE 808.1 li, et le mécanisme WPA3, datant de 2018.

[0003] La sécurisation des communications se basent sur une authentification lors de l’accès d’une station à un point d’accès puis d’un chiffrement des données échangées une fois l’accès accordé.

[0004] Dans un réseau domestique, le mécanisme WPA-Personnel, l’authentification repose sur un secret partagé entre les deux parties. Ce secret partagé, nommé PSK pour « Pre-Shared Key » en anglais, ou clé préalablement partagée, est connu du point d’accès et de la station afin qu’ils puissent s’authentifier mutuellement et permettre l’accès de la station au point d’accès et, par suite, au réseau de radiocommunication Wi-Fi.

[0005] En France, l’ANSSI a émis des recommandations sur le choix des mots des mots de passe, afin de limiter la vulnérabilité des réseaux de radiocommunication aux cyberattaques, mais à travers le monde, d’autres agences gouvernementales ou autres ont émis des recommandations allant dans la même direction.

[0006] Les recommandations visent à augmenter la robustesse des mots-de-passe. Cette robustesse, ou force, dépend notamment de sa longueur, de sa complexité et de son entropie.

[0007] Un mot de passe fort permet de mieux résister à un grand nombre de cyberattaques, notamment de type « force brute » ou « attaque par repli » (ou « downgrade attack » en anglais).

[0008] Afin de maximiser cette robustesse, un certain nombre de règles ont été émises, parmi lesquelles :

- Imposer une longueur minimale pour les mots de passe

- Mettre en œuvre des règles sur la complexité des mots de passe

[0009] L’inconvénient de ces règles est la contrainte qu’elles font reposer sur les utilisateurs. Même lorsque des mots de passe robustes sont initialement paramétrés par les fabricants d’équipements de télécommunication, les utilisateurs ont la possibilité de les modifier et optent, souvent, pour des mots de passe moins robustes, qui ouvrent la porte à divers types de cyberattaques possibles.

[0010] Il existe donc un besoin d’améliorer les propositions actuelles de l’état de la technique afin de sécuriser davantage les communications dans les réseaux de radiocommunication, sans faire peser de contraintes sur les utilisateurs.

Résumé de l’invention

[0011] À ces fins, selon un premier aspect, la présente invention peut être mise en œuvre par un procédé de communication entre au moins une station et un point d’accès d’un réseau de télécommunication sans-fil, dans lequel un accès audit point d’accès est accordé à ladite au moins une station pour un intervalle temporel en fonction d’une négociation de sécurité basée sur au moins un mot de passe, ledit procédé comportant des étapes mises en œuvre dans un intervalle temporel courant, de :

- diffusion par ledit point d’accès à ladite au moins une station d’au moins un nouveau mot de passe associé à un nouvel intervalle temporel,

- établissement par ledit point d’accès et ladite au moins une station d’une nouvelle négociation de sécurité basée sur ledit au moins un nouveau mot de passe avant la fin dudit intervalle temporel courant afin de renouveler ledit accès pour ledit nouvel intervalle temporel

[0012] Un tel mécanisme permet de déporter la détermination du au moins un mot de passe vers le point d’accès. Celui-ci peut alors déterminer un mot de passe fort, sans que cela nuise au confort de l’utilisateur des stations. Celui-ci n’a même plus besoin de choisir un mot de passe, ce qui améliore l’ergonomie de la mise en place et de la gestion de son réseau Wi-Fi en sus de l’amélioration de sa sécurité apportée par la nonintervention d’un élément humain.

[0013] En outre, le mécanisme de renouvellement au cours du temps permet de répondre à une autre recommandation de l’ANSSI sur les délais d’expiration des mots de passe. Indépendamment même de ces recommandations, il est clair que le renouvellement des mots de passe diminue le temps disponible pour qu’un cyber-attaqueur puisse déterminer un mot de passe. En outre, celui-ci une fois compromis, il ne pourra agir que pendant l’intervalle de temps associé à ce mot de passe.

[0014] En sus du mot de passe, un nouvel identifiant de réseau peut être déterminé. Celui-ci peut être un identifiant de type SSID (pour « Service SET Identifier ») qui est un identifiant de réseau de type Wi-Fi. Dès lors, la terminologie « au moins un mot de passe » peut comprendre un couple formé d’un identifiant de réseau et d’un mot de passe, le mot de passe étant associé au réseau identifiant par cet identifiant de réseau. [0015] Suivant des modes de réalisation préférés, l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles :

- ledit établissement est déclenché pendant une fenêtre temporelle formée par l’intersection entre ledit intervalle temporel courant et ledit nouvel intervalle temporel. Cette fenêtre temporelle peut faciliter l’établissement d’une nouvelle négociation de sécurité

- ledit établissement est déclenché à un instant aléatoire pendant ladite fenêtre temporelle. On peut ainsi éviter des surcharges ponctuelles du point d’accès.

- à l’approche de la fin dudit intervalle temporel courant, ladite au moins une station transmet une requête en mot de passe audit point d’accès si elle n’a pas reçu ladite diffusion dudit au moins un nouveau mot de passe de la part dudit point d’accès. Cette fonctionnalité permet de permettre aux stations qui n’auraient pas reçu les diffusions de quand même pouvoir se reconnecter automatiquement (sans intervention humaine) au point d’accès.

- lesdites stations déterminent un instant aléatoire à l’approche de ladite fin pour transmettre ladite requête. On peut ainsi éviter des surcharges ponctuelles du point d’accès.

- ledit au moins un mot de passe et ledit au moins un nouveau mot de passe sont déterminés par ledit point d’accès de sorte à maximiser leur robustesse, en incorporant au moins une partie de caractères sélectionnées de façon aléatoire. Du fait du caractère automatique (sans intervention humaine), les mots de passe peuvent être assujettis à un ensemble de contraintes techniques visant à optimiser leur robustesse et ainsi optimiser la sécurité de l’accès.

[0016] Un autre aspect de l’invention concerne une station de communication avec un point d’accès d’un réseau de télécommunication sans-fil, comportant un processeur configuré pour obtenir un accès audit point d’accès pour un intervalle temporel en fonction d’une négociation de sécurité basée sur au moins un mot de passe, et pour, à réception d’un message émis par ledit point d’accès contenant au moins un nouveau mot de passe associé à un nouvel intervalle temporel, établir en collaboration avec ledit point d’accès une nouvelle négociation de sécurité basée sur ledit au moins un nouveau mot de passe avant la fin d’un intervalle temporel courant, afin de renouveler ledit accès pour ledit nouvel intervalle temporel.

[0017] Un autre aspect de l’invention concerne un point d’accès à un réseau de télécommunication sans-fil, comprenant un processeur configuré pour accorder un accès à un ensemble de stations audit point d’accès pour un intervalle temporel en fonction d’une négociation de sécurité basée sur au moins un mot de passe, et pour, dans un intervalle temporel courant : - diffuser audit ensemble de stations au moins un nouveau mot de passe associé à un nouvel intervalle temporel,

- établir en collaboration avec ledit ensemble de stations une nouvelle négociation de sécurité basée sur ledit au moins nouveau mot de passe avant la fin dudit intervalle temporel courant afin de renouveler ledit accès pour ledit nouvel intervalle temporel.

[0018] Un autre aspect de l’invention concerne un boitier d’accès à Internet comprenant un point d’accès tel que précédemment décrit.

[0019] Un autre aspect de l’invention concerne un terminal mobile de télécommunication comprenant un point d’accès tel que précédemment décrit.

[0020] Un autre aspect de l’invention concerne un programme d’ordinateur apte à être mis en œuvre sur un point d’accès à un réseau de télécommunication sans fil, le programme comprenant des instructions de code qui, lorsqu’il est exécuté par un processeur, réalise les étapes du procédé tel que précédemment défini.

[0021] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0022] Les dessins annexés illustrent l’invention : la [Fig.l] illustre un contexte de mise en œuvre d’un procédé selon un mode de réalisation ;

[0023] la [Fig.2] schématise un chronogramme d’un échange entre une station et un point d’accès selon un mode de réalisation du procédé ;

[0024] la [Fig.3] schématise un graphe d’état d’un mode de réalisation de la partie du procédé proposé mise en œuvre par une station ;

[0025] la [Fig.4] illustre un mécanisme de poignée de main en 4 passes pouvant être utilisé dans un mode de réalisation du procédé proposé.

[0026] DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L’ INVENTION [0027] La [Fig.l] illustre un contexte de mise en œuvre d’un réseau de télécommunication permettant de connecter une ou plusieurs stations à un point d’accès.

[0028] Ce réseau de télécommunication peut être un réseau de télécommunication local sans fil (ou de radiocommunication), communément appelé WLAN pour « Wireless Local Area Network » en anglais.

[0029] Ce réseau local sans-fil peut être conforme aux protocoles Wi-Fi, ou wifi, tels que spécifiés dans les documents normatifs de TIEEE de la famille 802.11 (ou ISO/CEI 8802-11).

[0030] Un tel réseau est identifié par un identifiant de réseau SSID (pour « service set identifier ». En mode infrastructure (connexion d'une station à un point d'accès), il sert à identifier le point d'accès sans-fil.

[0031] Les stations peuvent être de différentes natures, leur commun étant de disposer de moyens permettant la connexion au réseau. Il s’agit essentiellement de composants de radiocommunication et de composants électroniques et informatiques permettant la mise en œuvre des piles protocolaires nécessaires à la gestion des protocoles associés au réseau et à la réception et à l’émission de paquets de données.

[0032] Sur la [Fig.l], trois types de stations STA sont représentés : un ordinateur ORD, un terminal mobile de communication, MOB, et un téléviseur connecté TV.

[0033] Le terminal mobile MOB est typiquement un téléphone intelligent de type

« smartphone » ou une tablette numérique.... L’ordinateur peut être un ordinateur fixe (ou « desktop » selon le vocabulaire en langue anglaise) ou portable (ou « laptop »).

[0034] Le téléviseur TV peut être nativement connecté ou l’être par le truchement d’un dispositif associé tel que par exemple une clé HDMI connecté au téléviseur.

[0035] Un exemple de dispositif externe communiquant avec un téléviseur TV est Chromecast. Le Chromecast est un appareil lecteur de flux multimédias (passerelle multimédia) en temps réel développé et commercialisé par Google. L'appareil se branche sur le port HDMI d'un téléviseur et communique, par connexion Wi-Fi, avec un autre appareil connecté à Internet (ordinateur, smartphone, tablette...), afin d'afficher sur le téléviseur le contenu multimédia reçu depuis une application compatible avec la technologie Google Cast, depuis le navigateur Google Chrome présent sur un ordinateur, ou depuis certains appareils Android.

[0036] Bien évidemment d’autres types de stations STA peuvent être amenés à se connecter à un réseau local sans-fils. On peut notamment citer les objets connectés qui, dans le cadre de l’internet des objets (loT pour « Internet of Things »), se connectent entre eux ou à un serveur afin de déployer l’ensemble de leurs fonctionnalités.

[0037] Selon un mode infrastructure de déploiement, les stations se connectent au réseau local sans fil via un ou plusieurs points d’accès PA. Ces points d’accès agissent comme des concentrateurs, au travers desquels les flux de données depuis/vers les stations transitent obligatoirement.

[0038] Ces points d’accès permettent donc le contrôle de l’accès au réseau local sans fil par les stations STA. Celles-ci doivent s’identifier auprès d’un point d’accès et celui-ci, le cas échéant, leur accorde les droits correspondant à son profil. Si elle ne peut s’identifier correctement, la station ne peut pas accéder au réseau local sans-fil.

[0039] Ce réseau de télécommunication local sans fil peut être un réseau domestique, c’est-à-dire correspondant au domicile d’un utilisateur. Différents utilisateurs (correspondant à un noyau familial) peuvent utiliser, chacun, une ou plusieurs stations. Une même station peut être utilisées par plusieurs utilisateurs, éventuellement en utilisant différents comptes personnels.

[0040] Le réseau local sans fil peut également être un réseau d’entreprise, notamment pour des petites entreprises (PME/TPE), des lieux accueillants le public (restaurants, bars, cafés...), etc.

[0041] Les points d’accès peuvent également être de différentes natures, notamment en fonction du type de lieu dans lequel est déployé le réseau local sans fil.

[0042] Un point d’accès peut être un dispositif dédié, commercialisé en tant que tel. Il peut également former, ou être inclue dans, une passerelle vers un réseau extérieur tel qu’ internet.

[0043] A titre d’exemple, les boitiers permettant l’accès à internet depuis un environnement domestique offrent habituellement la fonction de point d’accès Wi-Fi.

[0044] Par exemple, dans un environnement domestique, le point d’accès peut être embarqué dans un boitier de connexion à internet, communément appelé « box internet » ou passerelle domestique.

[0045] Un point d’accès peut également être proposé par un terminal mobile de télécommunication (ou un ordinateur). Ceux-ci peuvent former une passerelle entre un réseau radio d’accès de type cellulaire 3G/4G/5G et un réseau radio local de type Wi-Fi, par exemple.

[0046] La connexion, ou accès, d’une station à un point d’accès nécessite une phase d’authentification de cette station ST A auprès du point d’accès PA.

[0047] Dans le cadre d’un réseau Wi-Fi, le mode de sécurité WPA2-Personnal peut être utilisé. De nombreux équipements sont compatibles à ce mode de sécurité. Il est particulièrement adapté à un environnement familial, dans lequel l’accès est contrôlé par des phrases secrètes (ou « mots de passe ») et non pas par des serveurs d’authentification tels que des serveurs Radius.

[0048] D’autres mode de sécurité sont également envisageables, tels que par exemple WPA3-Personnal.

[0049] Cette phase d’authentification peut être une poignée de main en 4 passes (ou « 4- way handshake » selon la terminologie plus commune en anglais), telle que définie par la norme IEEE 802.1 li. Cette norme définie un mécanisme d’authentification communément appelé WPA2 (pour « Wi-Fi Protected Access 2 » en anglais, soit « accès protégé pour Wi-Fi 2 »).

[0050] Toutefois, d’autres mécanismes peuvent être possibles, notamment de futures évolutions des protocoles définis pour les normes Wi-Fi ou pour d’autres familles de protocoles qui pourraient par exemple en être issus.

[0051] Ce mécanisme est un échange de 4 messages transitant entre une station STA et un point d’accès AP qui permet de :

- confirmer la connaissance mutuelle d’une clé commune et d’ainsi assurer une certaine forme d’authentification, et de

- dériver et installer des clés temporelles sur la station et sur le point d’accès et de fournir l’assurance de l’utilisation de nouvelles clés de chiffrement et d’intégrité.

[0052] Cette clé commune peut être une clé PMK (pour « Pairwise Master Key » en anglais).

[0053] Un mode de déploiement d’un réseau local sans fil est nommé mode « personnel » ou PSK pour « Pre-Shared Key » en anglais ou clé pré-partagée). Dans ce mode de déploiement, la clé maître PMK est calculée préalablement par l’utilisateur de la station et le point d’accès.

[0054] Typiquement, cette clé maître PMK dérive de la PSK ou, ainsi que communément appelé, phrase secrète ou mot de passe. La phrase secrète peut être configurée par un administrateur au sein des paramètres du point d’accès.

[0055] Dans la suite, le terme « mot de passe » sera compris dans son acception la plus large, c’est-à-dire une série ou une chaîne de caractères pouvant comprendre des lettres, des chiffres ou d’autres symboles.

[0056] Ces caractères pouvant intégrer l’espace, un mot de passe peut donc, sémantiquement, contenir plusieurs mots. Dans une telle situation, le terme « phrase de passe » peut être utilisée. Pour la clarté de l’exposé, on considérera par la suite que le terme « mot de passe » recouvre la possibilité qu’il s’agisse d’une phrase de passe.

[0057] Dans le procédé proposé, le mot de passe est déterminé par le point d’accès. Plus précisément, le point d’accès détermine un mot de passe pour un intervalle temporel (ou durée) donné et le communique aux stations. Au bout de cet intervalle temporel, un nouveau mot de passe est déterminé et communiqué aux stations. A chaque intervalle temporel, une nouvelle phase d’authentification peut être déclenchée sur la base du nouveau mot de passe.

[0058] Dans la mesure où le mot de passe est déterminé de façon automatique (sans intervention humaine) par le point d’accès, sans qu’il soit nécessaire de le mémoriser ou de le saisir, celui-ci peut être assujetti à un ensemble de contraintes techniques visant à optimiser sa robustesse.

[0059] En particulier, les mots de passe doivent être décorrélés des données personnelles des utilisateurs (date de naissance, nom de famille, ville de naissance, etc.), ces données pouvant être apprises par les cyber-attaqueurs et les guider vers la détermination frauduleuse de tels mots de passe.

[0060] En particulier, selon un mode de réalisation, les mots de passe incorporent au moins une partie de caractères sélectionnées de façon aléatoire. L’aspect aléatoire permet de maximiser l’entropie interne des mots de passe, en décorrélant les probabilités de chaque caractère constitutif : la probabilité de chaque caractère ne dépend plus des ca- ractères voisins, au contraire des mots sémantiquement signifiants (vrais mots).

[0061] Par ailleurs, pour être robuste, un mot de passe doit être suffisamment long et suffisamment complexe, c’est-à-dire comprendre des caractères de types variés : lettres majuscules, minuscules, chiffres, symboles...

[0062] Des méthodes de scorage des mots de passe existent afin de déterminer une force d’un mot de passe en fonction des types de caractères utilisés et sa longue. Une telle méthodologie peut être utilisée afin de générer automatiquement un mot de passe ayant une force calculée dépassant un seuil prédéterminé.

[0063] La force souhaitée et le seuil peuvent être des paramètres prédéterminés par le fabricant du point d’accès et être éventuellement modifiables par celui-ci, par mise à jour logicielle (en fonction de nouvelles cyber-attaques détectées par exemple), et/ou par l’utilisateur/administrateur du réseau de radiocommunication local.

[0064] Selon un mode de réalisation, l’algorithme de génération des mots de passe peut être un module logiciel adapté à être mis à jour par le fabricant du point d’accès ou par un tiers agréé par celui-ci. On peut ainsi adapter au plus tôt la méthodologie de construction des mots de passe aux cyberattaques récentes.

[0065] La [Fig.2] illustre un exemple de mise en œuvre du procédé sous la forme d’un chronogramme.

[0066] Cette figure sera décrite en parallèle de la [Fig.3] qui schématise un graphe d’état d’un mode de réalisation de la partie du procédé proposé mise en œuvre par une station STA.

[0067] Dans ces figures, une seule station est représentée, mais le cas général s’applique à un ensemble de stations qui peut comporter une ou plusieurs station(s). Le mécanisme étant indépendamment mis en œuvre pour chaque station (dans le cas où il y en a plusieurs), l’exposé peut faire référence à une seule station sans perte de généralité.

[0068] Initialement, la station STA est dans un état d’attente Ep Dans cet état, la communication avec le point d’accès AP est établie et sécurisée, et la station est dans son fonctionnement nominal.

[0069] L’accès a été préalablement accordé pour un intervalle temporel Pi par la génération d’un premier mot de passe par le point d’accès AP.

[0070] Durant cet intervalle temporel Pi le point d’accès AP détermine un nouveau mot de passe pour le prochain intervalle temporel P₂.

[0071] Ce au moins un mot de passe est diffusé à l’ensemble des stations connectées au point d’accès AP dans un message nip Un identifiant de réseau peut également être diffusé, en association avec de mot de passe.

[0072] Par diffusion, on entend la transmission d’un message de données destiné à une pluralité de stations. Il peut s’agir d’une transmission d’une trame en mode « broadcast » ou « multicast ». [0073] Selon un mode de réalisation, le message mi est une trame « Action Frame » (trame d’action) telle que définie en section 8.5 de la norme IEEE 802.11. Les trames d’actions sont un type de trame de gestion entre point d’accès et stations qui permettent de déclencher une action. Leur utilisation est assez libre et permet ainsi des extensions du protocole de gestion.

[0074] Selon un mode préférentiel de réalisation, le message mi est protégé, par exemple par le mécanisme PMF, et chiffré avec la clé temporaire de groupe, GTK (pour « Group Temporal Key ») dérivée du mot de passe associé à l’intervalle temporel P_b La définition d’une clé GTK sera approfondie plus loin.

[0075] Le message mi contient d’une part un nouveau mot de passe et un nouvel intervalle temporel associé P₂.

[0076] Le nouveau mot de passe peut être généré de la même façon que le précédent.

[0077] L’intervalle temporel peut être défini par deux paramètres, par exemple une date de début et une durée (ou une date de fin). Il peut en effet être prévu que deux intervalles temporels successifs se chevauchent, c’est-à-dire que leur intersection forme une fenêtre temporelle At.

[0078] Cette fenêtre temporelle At permet l’établissement d’une nouvelle négociation de sécurité entre les deux parties. Elle peut être prévue en fonction d’un temps nécessaire pour cette négociation de sécurité, de sorte qu’elle puisse se terminer avant la fin de l’intervalle temporel courant.

[0079] L’intervalle temporel peut être le même que le précédent, de sorte que les intervalles temporels forment des périodes régulières. Il est également possible de définir des intervalles temporels variables au cours du temps. Notamment, il peut être prévu d’ajouter un élément aléatoire à la détermination des intervalles temporels afin de rendre plus compliquées des cyberattaques contre le mécanisme proposé.

[0080] Lorsqu’il reçoit le message mi la station STA peut passer dans un état E₂dans lequel la station est prête à renouveler sa demande d’accès auprès du point d’accès. Tout comme dans l’état E_b la communication entre la station STA et le point d’accès AP est sécurisée et correspond à un fonctionnement nominal.

[0081] La demande d’accès doit être déclenchée de sorte que la négociation de sécurité puisse avoir lieu durant la fenêtre temporelle formée par l’intersection entre l’intervalle temporel courant (car il faut les clés dérivées sur le mot de passe courant soient toujours valides) et le nouvel intervalle temporel.

[0082] Selon un mode de réalisation, l’établissement de la négociation de sécurité peut avoir lieu en un instant aléatoire pendant cette fenêtre temporelle At.

[0083] Cet instant aléatoire étant a priori différent pour chaque station, les négociations de sécurité se trouvent ainsi statistiquement réparties pendant la durée de la fenêtre temporelle, de sorte que le point d’accès AP n’ait pas à faire face à l’ensemble des né- gociations en même temps. On évite ainsi une surcharge ponctuelle du point d’accès.

[0084] A l’instant choisi au sein de la fenêtre temporelle At, le point d’accès et la station STA (ou, pour rappel, les stations) établissent une nouvelle négociation de sécurité m₂ basée sur le nouveau mot de passe afin de renouveler l’accès pour le nouvel intervalle temporel P₂. La station STA passe alors dans un état E₃de renouvellement de l’accès.

[0085] Cette nouvelle négociation de sécurité m₂ vise à établir une nouvelle communication sécurisée entre station(s) et point d’accès basé sur le nouveau mot de passe. Une fois la nouvelle communication sécurisée établie, la connaissance du mot de passe précédent qu’aurait pu acquérir un cyber- attaqueur lui serait inutile.

[0086] En particulier, cette négociation de sécurité permet de dériver, à partir du nouveau mot de passe, une ou plusieurs clés qui sont ensuite utilisées pour chiffrer les données échangées entre station(s) STA et point d’accès AP.

[0087] Selon un mode de réalisation, la négociation de sécurité comprend une phase d’authentification conforme à la norme IEEE 802.1 li.

[0088] Cette phase d’authentification comporte une poignée de main en 4 passes (« 4-way handshake » en anglais) permettant la dérivation des clés de chiffrement.

[0089] Dans un mode de réalisation basé sur un réseau Wi-Fi, le mot de passe (ou phrase secrète) peut contenir 8 à 63 caractères ASCII ou 64 symboles hexadécimaux (256 bits). Si une phrase secrète sous forme de caractères ASCII est utilisée, elle est convertie vers une clé maître PMK de 256 bits, en appliquant par exemple une fonction de dérivation de clé PBKDF2.

[0090] Ce mécanisme de dérivation PBKDF2 (abréviation de « Password-Based Key Derivation Function 2 », fonction de dérivation de clé basée sur un mot de passe ») est par exemple décrit dans la page Wikipédia associée : https://fr.wikipedia.org/wiki/PBKDF2.

[0091] La clé maître PMK n’est jamais directement utilisé pour le chiffrement ou le contrôle d’intégrité. Elle est utilisée pour la génération de clés de chiffrement temporaires, PTK, pour les échanges entre un point d’accès AP et une station STA donnés.

[0092] La clé temporaire PTK (pour « Pairwise Transcient Key ») comporte en fait plusieurs clés temporelles, chacune ayant un usage dédié :

- la clé de confirmation de clés, KCK (pour « Key Confirmation Key »), qui est principalement utilisée lors de la poignée de main en 4 passes (4-way handshake),

- la clé de chiffrement de clés, KEK (pour « Key Encryption Key),

- la clé temporaire TK (pour « Temporary Key »),

- la clé MIC temporaire, TMK (« Temporary MIC Key »).

[0093] La clé temporaire PTK est dérivée de la clé maître PMK, d’une chaîne de caractères fixe, de l’adresse MAC du point d’accès, de l’adresse MAC de la station, et de deux nombres aléatoires générés un par la station et l’autre par le point d’accès.

[0094] La [Fig.4] illustre le mécanisme de 4- way handshake pouvant être utilisé dans un mode de réalisation du procédé proposé.

[0095] Dans un premier message mhile point d’accès AP transmet un premier nombre aléatoire à la station ST A qui souhaite s’authentifier. Selon la norme 802.11 i, ce nombre aléatoire s’appelle « Anonce ».

[0096] Dans une étape SI, la station STA génère un second nombre aléatoire, appelé « Snonce » selon la norme 802.1 li.

[0097] A partir de deux nombres aléatoires, de la clé maître PMK, et des adresses MAC, le point d’accès AP peut déterminer la clé temporaire PTK.

[0098] La station STA peut alors transmettre un message mh₂ vers le point d’accès AP contenant le second nombre aléatoire, Snonce, et un code d’intégrité, MIC (pour « Message Integrity Check ») en utilisant la clé de confirmation de clés, KCK (issue de la clé temporaire PTK).

[0099] Ce message mh₂ n’est pas chiffré. A sa réception, dans une étape S2, le point d’accès peut donc extraire le second nombre aléatoire, Snonce. Il peut alors calculer elle- même, de la même façon que le point d’accès, une clé temporaire PTK.

[0100] A partir de cette clé temporaire, le point d’accès peut alors vérifier l’intégrité du message reçu. Cette vérification peut consister à vérifier l’intégrité du champ d’intégrité MIC contenu dans le second message. Il peut ainsi s’assurer que la station STA connaît bien la clé primaire PMK car elle a pu correctement dériver la clé temporaire PTK, puis les clés temporelles (clé de confirmation de clés, KCK) ayant permis la génération du code d’intégrité, MIC.

[0101] Le point d’accès peut vérifier l’intégrité du message mh₂ en utilisant la clé en sa possession.

[0102] Si cette clé ne permet pas de vérifier l’intégrité du message mh₂ alors la connexion de la station STA est rejetée.

[0103] Dans le cas favorable, un message mh₃ peut alors être transmis à la station STA, conformément aux spécifications de la norme IEEE 802.1 li.

[0104] Ce troisième message mh₃ contient une clé temporaire de groupe, GTK (« Group Temporal Key »), chiffrée avec la clé de chiffrement de clés, KEK, et dérivée d’une clé maître de groupe, GMK (« Group Master Key ») et d’un nombre aléatoire « GNonce », ainsi qu’un champ d’intégrité, MIC, calculé sur le contenu de ce troisième message.

[0105] A réception de ce troisième message mh₃, la station initie une étape S3 de vérification de l’intégrité du message reçu. Cette vérification peut consister à vérifier l’intégrité de ce champ d’intégrité MIC. Cela permet de s’assurer que le point d’accès connaît bien la clé maître PMK et qu’il a correctement dérivé la clé temporaire PTK puis les clés temporelles (notamment la clé de chiffrement de clés, KEK). [0106] Le quatrième message, mh₄, permet d’acquitter la réussite de l’ensemble de la phase d’authentification « 4- way handshake ». Il indique que la station a correctement installé les clés et qu’il est prêt à commencer le chiffrement des données. A sa réception, la station et le point d’accès savent que chaque partie a obtenu, calculé et installé les diverses clés de chiffrement du protocole.

[0107] A ce stade, le point d’accès AP peut effectivement connecter la station STA au réseau de radiocommunication local, et ils peuvent échanger des données en les cryptant avec les clés dérivées et échangés pendant cette phase d’authentification « 4- way handshake ».

[0108] Ces clés permettent une communication sécurisée pendant la durée de l’intervalle temporel P₂ associé au mot de passe qui a permis de les dériver.

[0109] Une fois l’accès (ou connexion) renouvelé, la station STA repasse dans l’état d’attente E_b

[0110] Ainsi, le procédé proposé est un procédé itératif visant à chaque itération à déterminer les paramètres (mot de passe et intervalle temporel) de l’itération suivante.

[0111] Selon un mode de réalisation, les paramètres comprennent également un identifiant de réseau, par exemple de type SSID (« service Set identifier ») pour un réseau de type Wi-FI. Ainsi, à chaque itération, un nouveau réseau logique et créé auquel les terminaux doivent se connecter avant la fin du terme du réseau courant.

[0112] A la fin de l’intervalle temporel courant, le réseau courant peut être rendu invalide par le serveur afin d’éviter que tout terminal n’ayant pas mis en œuvre le mécanisme décrit ne puisse se connecter en utilisant un ancien couple Identifiant/mot de passe.

[0113] Chaque itération détermine un intervalle temporel et à chaque intervalle temporel courant P_n :

- le point d’accès diffuse à l’ensemble de stations un nouveau mot de passe, et possiblement un identifiant SSID, associé(s) à un nouvel intervalle temporel, P_n+i, et,

- le point d’accès et les stations établissent une nouvelle négociation de sécurité basée sur ce nouveau mot de passe, ou sur ce couple identifiant (SSID) / mot de passe, avant la fin de l’intervalle temporel courant P_n, afin de renouveler l’accès pour le nouvel intervalle temporel P_n+i. Préférentiellement, cette nouvelle négociation est établie à un instant aléatoire avant la fin de l’intervalle temporel courant P_n et après le début de l’intervalle temporel courant P_n+i.

[0114] La diffusion du nouveau mot de passe, du nouvel identifiant de réseau (SSID) et du nouvel intervalle temporel, P_n+i peut être déclenchée plusieurs fois pendant la durée de l’intervalle temporel courant P_n.

[0115] Par exemple, on peut définir des intervalles temporels P_n d’une durée d’un mois et prévoir une diffusion des informations de l’intervalle temporel suivant de façon quotidienne.

[0116] Bien évidemment, une fois l’accès renouvelé, ce qui était le nouvel intervalle temporel devient l’intervalle temporel courant (la valeur de l’itération n s’incrémentant pour chaque intervalle).

[0117] Dans l’exemple illustré, de la même façon que précédemment, au cours du nouvel intervalle temporel P₂ mis en place, le point d’accès détermine un nouvel identifiant de réseau (SSID) et un nouveau mot de passe associé au futur intervalle temporel P₃. Il diffuse un message m₃ pour diffuser à l’ensemble de stations STA un nouveau couple identifiant / mot de passe et le nouvel intervalle temporel P₃.

[0118] Normalement, la réception de ce message m₃ déclencherait le passage de la station STA à l’état E₂, comme précédemment décrit.

[0119] On suppose dans l’exemple illustré, toutefois, que la station STA ne reçoit pas ce message m₃ Cette situation peut survenir dans différents cas : la station était éteinte lors de la diffusion du message, ou bien elle était hors de portée du point d’accès, etc.

[0120] Selon un mode de réalisation, plusieurs diffusions m₃ peuvent avoir lieu pendant un même intervalle temporel P₃ afin de minimiser le risque qu’une station ne reçoive pas la nouvelle association couple Identifiant / mot de passe / intervalle temporel avant le moment où le renouvellement de l’accès doit être déclenché. Toutefois, des multiples diffusions auraient un impact tant sur la charge du réseau de radiocommunication local que sur la sécurité, chaque diffusion offrant une nouvelle opportunité aux cyber- attaqueurs potentiels. Et même dans le cas de plusieurs diffusions (par exemple 1 par jour pour un intervalle temporel d’un mois), il peut arriver que ces différentes diffusions n’aient pas été correctement reçues par la station STA.

[0121] Selon un mode de réalisation de l’invention, à l’approche de la fin chaque intervalle temporel, les stations STA transmettent une requête m₄ en mot de passe au point d’accès si elles n’ont pas reçu la diffusion du nouveau mot de passe de la part du point d’accès, et de l’identifiant de réseau associée.

[0122] Ainsi, les stations STA peuvent contrôler l’approche de la fin de l’intervalle temporel courant, en comparant l’horloge courante et l’intervalle temporel au moyen d’un seuil ôt. Si le temps courant est à moins de ôt de la fin de l’intervalle temporel courant, alors elles passent dans l’état E₄ et transmettent une requête en mot de passe au point d’accès. Autrement dit, la requête m₄ peut être déclenché lorsqu’il ne reste qu’un temps ôt avant la fin de l’intervalle temporel courant.

[0123] Ce seuil ôt peut être prédéterminé. Il peut être fixé comme un compromis entre un valeur trop faible qui ne laisserait pas suffisamment de temps pour recevoir la réponse du point d’accès et une valeur trop élevée qui déclencherait une requête avant que le message de diffusion ne soit reçu. [0124] Afin d’éviter que toutes ou plusieurs stations ne transmettent une requête m₄ en même temps, surchargeant ainsi le point d’accès, il peut être prévu que les stations déterminent un instant aléatoire à l’approche de la fin de l’intervalle temporel pour transmettre ladite requête. Autrement dit, lorsque le seuil ôt est franchi, chaque station peut disposer d’une fenêtre temporelle (inférieure à ce seuil ôt afin de ne pas dépasser la fin de l’intervalle temporel) dans laquelle déterminer aléatoirement un instant de déclenchement de la transmission de la requête m₄

[0125] Cette requête m₄ est typiquement un message unicast destiné au point d’accès AP.

[0126] Selon un mode de réalisation, la requête m₄ est une trame « Action Frame » (trame d’action) telle que définie en section 8.5 de la norme IEEE 802.11, tout comme le message de diffusion m,. m₃.

[0127] De la même façon également, il peut être protégé, par exemple par le mécanisme PMF, et chiffré avec la clé de chiffrement de clés, KEK (« Key Encryption Key ») dérivée du mot de passe associé à l’intervalle temporel courant.

[0128] A réception, le point d’accès AP transmet dans un message m₅ le nouveau mot de passe associé au nouvel intervalle temporel, c’est-à-dire les mêmes informations que celles diffusées dans le message m₃ précédemment émis.

[0129] Ce message m₅ peut donc être sémantiquement similaire au message m₃. D’un point de vue protocolaire, le message m₅ peut être un message en mode « unicast », tandis que le message m₃ était un message en diffusion (multicast/broadcast).

[0130] Tout comme les messages de diffusion m,. m₃, selon un mode préférentiel de réalisation, le message m₅ est protégé, par exemple par le mécanisme PMF, mais il est chiffré avec la clé de chiffrement de clés, KEK (« Key Encryption Key ») dérivée du mot de passe associé à l’intervalle temporel courant

[0131] Ce message peut être identique au message de diffusion, mais est en mode unicast au lieu d’être en mode multicast ou broadcast.

[0132] Lorsqu’il reçoit le message m₅ la station STA peut passer dans l’état E₂dans lequel elle est prête à renouveler sa demande d’accès auprès du point d’accès AP mais attend pour ce faire la fin de l’intervalle temporel P₃ courant.

[0133] Comme précédemment décrit, le procédé prévoit l’établissement par le point d’accès et la station d’une nouvelle négociation de sécurité m₆ basé sur ledit nouveau mot de passe avant la fin de cet intervalle temporel afin de renouveler ledit accès pour ledit nouvel intervalle temporel.

[0134] Il peut arriver que la station ne puisse se voir accorder l’accès, par exemple dans le cas où sa déconnexion a duré trop longtemps. Lorsqu’elle transmet la requête en mot de passe, l’intervalle temporel courant est échue, et sa requête ne peut être déchiffrée par le point d’accès car le mot de passe ayant changé, les clés de chiffrement (KEK) ne sont plus valides. En ce cas, la station peut passer dans un état E₅ nécessitant une au- thentification manuelle par saisie d’un mot de passe par l’utilisateur. Le mécanisme automatique peut être remis en place immédiatement ou bien plus tard mais avant la fin d’un premier intervalle temporel associé à ce mot de passe manuellement saisi.

[0135] Pour les STA déconnectées de l’AP au moment des multiples tentatives de renouvellement, une nouvelle authentification serait nécessaire pour chacune d’entre elles avec une saisie du mot de passe par l’utilisateur.

[0136] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et au mode de réalisation décrits et représentés, mais est défini par les revendications. Elle est notamment susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.

Claims

Revendications

[Revendication 1] Procédé de communication entre au moins une station (ST A) et un point d’accès (AP) d’un réseau de télécommunication sans-fil, dans lequel un accès audit point d’accès est accordé à ladite au moins une station pour un intervalle temporel (P_h P₂, P₃) en fonction d’une négociation de sécurité basée sur au moins un mot de passe, ledit procédé comportant des étapes mises en œuvre dans un intervalle temporel courant, de :

- diffusion (m_b m₃) par ledit point d’accès (AP) à ladite au moins une station (STA) d’au moins un nouveau mot de passe associé à un nouvel intervalle temporel,

- établissement par ledit point d’accès et ladite au moins une station d’une nouvelle négociation de sécurité (m₂, m₆) basée sur ledit au moins nouveau mot de passe avant la fin dudit intervalle temporel courant afin de renouveler ledit accès pour ledit nouvel intervalle temporel.

[Revendication 2] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit établissement est déclenché pendant une fenêtre temporelle formée par l’intersection entre ledit intervalle temporel courant et ledit nouvel intervalle temporel.

[Revendication 3] Procédé selon la revendication précédente dans lequel ledit établissement est déclenché à un instant aléatoire pendant ladite fenêtre temporelle.

[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, à l’approche de la fin dudit intervalle temporel courant, ladite au moins une station (STA) transmet une requête (m₄) en mot de passe audit point d’accès (AP) si elle n’a pas reçu ladite diffusion (m_b m₃) dudit nouveau mot de passe de la part dudit point d’accès (AP).

[Revendication 5] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lesdites stations déterminent un instant aléatoire à l’approche de ladite fin pour transmettre ladite requête (m₄).

[Revendication 6] Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel ledit au moins un mot de passe et ledit au moins un nouveau mot de passe sont déterminés par ledit point d’accès de sorte à maximiser leur robustesse, en incorporant au moins une partie de caractères sélectionnées de façon aléatoire.

[Revendication 7] Station (ST A) de communication avec un point d’accès (AP) d’un réseau de télécommunication sans-fil, comportant un processeur configuré pour obtenir un accès audit point d’accès pour un intervalle temporel en fonction d’une négociation de sécurité basée sur au moins un mot de passe, et pour, à réception d’un message émis par ledit point d’accès contenant au moins un nouveau mot de passe associé à un nouvel intervalle temporel, établir en collaboration avec ledit point d’accès (AP) une nouvelle négociation de sécurité basée sur ledit au moins nouveau mot de passe avant la fin d’un intervalle temporel courant, afin de renouveler ledit accès pour ledit nouvel intervalle temporel.

[Revendication 8] Point d’accès (AP) à un réseau de télécommunication sans-fil, comprenant un processeur configuré pour accorder un accès à un ensemble de stations audit point d’accès pour un intervalle temporel en fonction d’une négociation de sécurité basée sur au moins un mot de passe, et pour, dans un intervalle temporel courant :

- diffuser audit ensemble de stations au moins un nouveau mot de passe associé à un nouvel intervalle temporel,

- établir en collaboration avec ledit ensemble de stations une nouvelle négociation de sécurité basée sur ledit nouveau mot de passe avant la fin dudit intervalle temporel courant afin de renouveler ledit accès pour ledit nouvel intervalle temporel.

[Revendication 9] Boitier d’accès à Internet comprenant un point d’accès selon la revendication précédente.

[Revendication 10] Terminal mobile de télécommunication comprenant un point d’accès selon la revendication 8.

[Revendication 11] Programme d’ordinateur apte à être mis en œuvre sur un point d’accès à un réseau de télécommunication sans fil, le programme comprenant des instructions de code qui, lorsqu’il est exécuté par un processeur, réalise les étapes du procédé défini dans les revendications 1 à 6.