FR2972317A1

FR2972317A1 - Procede d'etablissement d'une session securisee entre plusieurs entites

Info

Publication number: FR2972317A1
Application number: FR1100653A
Authority: FR
Inventors: Mohamed Bacha; Rouba Borghol; Irbahim Hajjeh
Original assignee: INEOVATION Sas
Current assignee: INEOVATION Sas
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-07

Abstract

La présente invention concerne un procédé d'établissement place d'une session sécurisée et de génération d'une seule clé permettant la sécurisation de données échangées entre plusieurs entités raccordées à un réseau de transmission d'informations.

Description

Procédé d'établissement d'une session sécurisée entre plusieurs entités La présente invention concerne un procédé d'établissement d'une session sécurisée et de génération d'une clé pour protéger de données échangées entre plusieurs entités.

Dans le cadre de l'invention, le terme "entité" doit être compris dans le sens le 10 plus général. Il désigne un ordinateur ou un appareil informatique (PDA, portable, téléphone mobile, carte à puce, porte USB, MMC,...) géré par un système d'exploitation ou d'information. Il est équipé d'une ou plusieurs interfaces de communication, par exemple Ethernet, sans fil, mobile ou radio.

15 Les termes "entité voisine gauche", "entité voisine droite", "entité centrale", "entité intermédiaire", "entité origine" et "entité destinataire" sont des entités.

Enfin, et dans le cadre de l'invention, le terme "réseau" englobe les réseaux privés d'entreprises ou similaires, les réseaux Internet, les réseaux sans fil et mobiles, 20 les réseaux locaux et les réseaux "extranets". 2972317 -2 Plusieurs protocoles de sécurité comme par exemple SSL (Secure Sockets Layer), TLS (Transport Layer Security) et SSH (Secure Shell) sont définis pour l'authentification et la sécurisation des échanges de données entre entités. Par exemple, le protocole TLS est très probablement le protocole utilisé par votre navigateur lorsque vous effectuez des achats sécurisés sous Internet. Il est actuellement intégré sur n'importe quel équipement informatique équipé d'un navigateur Internet, puisque ce dernier s'en sert pour établir des communications web sécurisées.

Ces protocoles sont adaptés à la sécurisation de différents types de trafic et 10 d'échange. Parmi ces types, nous citons le transfert de fichiers, la transmission des emails, l'accès à distance, l'accès aux répertoires, l'accès aux objets, etc.

Ces protocoles fournissent une connexion sécurisée de bout en bout entre deux entités. Par conception, ils ne définissent pas de moyes pour la sécurisation des 15 échanges entre plusieurs entités.

La solution classique pour échanger de données de manière sécurisée entre plusieurs entités en utilisant un de ces protocoles est d'établir une session sécurisée entre toutes deux entités ou entre toute entité et chacune de ses entités voisines. 20 Cependant, chacune de sessions sécurisées établies est indépendante des autres sessions chaque session a ses propres clés et fonctions cryptographiques. Cela veut dire que chaque entité intermédiaire doit déchiffrer les données reçues avant de les renvoyer chiffrées avec une autre clé.

25 Ces protocoles fournissent de cadres extensibles pour l'intégration de nouveaux services et des nouvelles méthodes de chiffrement et d'authentification. Ils définissent des mécanismes d'authentification basés sur l'échange de certificats, de clés partagées ou de mots de passe. Durant la phase de la négociation, les entités échangent leurs certificats ou les identifiants de clés partagés. 30 Pour mieux présenter cette invention, nous supposons avoir N entités dont 2 entités (l'entité origine et l'entité destinataire) ont une seule entité voisine, tandis que les autres entités ont deux entités voisines, l'entité voisine gauche et l'entité voisine droite. Il est possible qu'une entité ait plusieurs entités voisines, on détaille ce cas plus loin. 35 2972317 -3- En référence à la figure 1, l'entité intermédiaire (2) est l'entité voisine gauche de l'entité intermédiaire (3) et l'entité voisine droite de l'entité origine (1).

L'entité origine (1) peut demander selon l'invention l'établissement d'une session sécurisée avec plusieurs entités en envoyant à son entité voisine droite (2) une liste des options cryptographiques (comme par exemple les méthodes d'échange de clés, les algorithmes de chiffrement et les fonctions de hachage) permettant l'établissement d'une session sécurisée selon la présente invention.

10 L'entité voisine droite (2) choisit les options cryptographiques supportées qui seront utilisées aussi par les autres entités (3, 4, ..., N-2, N-1, N). Les autres entités reçoivent les options cryptographiques choisies ; l'entité i renvoie ces options a l'entité i+1 pout tout i plus grand que 2 et plus petit que N.

15 A la réception de ces options cryptographiques, l'entité destinataire (N) envoi son certificat à l'entité voisine gauche (N-1), qui à son tour le renvoi avec son propre certificat à l'entité voisine gauche. Chacune des entités intermédiaires (2, 3, ..., N-1) renvoie à sa voisine gauche son certificat et le certificat de l'entité destinataire (N).

20 A la réception du certificat de l'entité destinataire (N) et du certificat de l'entité voisin droite (2), l'entité origine (1) génère une valeur aléatoire V et la chiffre séparément avec : - La clé publique extraite du certificat de l'entité voisine droite (2), le résultat du chiffrement est transmis à l'entité voisine droite (2). 25 - La clé publique extraite du certificat de l'entité destinataire (N), le résultat obtenu V2 est également transmis à l'entité voisine droite (2) ;

Sauf l'entité voisine (N-1) de l'entité destinataire (N), chaque entité intermédiaire (2, 3, ... N-2) reçoit deux valeurs chiffrées ; la première est chiffrée avec sa clé publique 30 tandis que la deuxième est chiffrée avec la clé publique de l'entité destinataire (N). Chacune des entités intermédiaires (2, 3, ..., N-1) déchiffre la première valeur chiffrée en utilisant sa clé privée pour avoir la valeur V, puis chiffre V avec la clé publique extraite du certificat de l'entité voisine droite. Le résultat du chiffrement de la valeur V et la valeur V2 reçue de l'entité voisine gauche sont ensuite transmis à l'entité voisine 35 droite.

L'entité voisine gauche (N-1) de l'entité destinataire (N) déchiffre la première valeur chiffrée en utilisant sa clé privée pour avoir la valeur V, puis renvoi à l'entité destinataire (N) la deuxième valeur chiffrée (la valeur V2). L'entité destinataire (N) utilise sa clé privée pour déchiffrer la valeur V2 et récupérer la valeur V.

A ce point, toutes les entités partagent la même valeur V. Les entités dérivent les clés cryptographiques en utilisant la valeur V. Ces clés seront utilisées jointement avec les options cryptographiques négociées pour protéger les données échangées entre les 10 différentes entités.

A titre d'exemple, la figure 3 illustre un exemple d'authentification entre trois entités en utilisant de certificats et de clés publiques.

15 L'entité origine (400) initialise la session en envoyant les fonctions et les algorithmes cryptographiques (401) à l'entité intermédiaire (402). L'entité intermédiaire choisit les fonctions et les algorithmes supportés et les renvoie (403) à l'entité destinataire (404). L'entité destinataire (404) envoie (405) à l'entité intermédiaire les fonctions et les algorithmes choisis et doit envoyer à l'entité intermédiaire soit son 20 certificat, soit un message contenant sa clé publique. L'entité intermédiaire renvoie (406) à l'entité origine (400) les données reçues (405) de l'entité destinataire (404) et doit envoyer (406) à l'entité origine (400) soit son certificat, soit un message contenant sa clé publique. L'entité origine (400) génère une valeur aléatoire et la chiffre avec la clé publique de l'entité destinataire (404) et envoie (407) le résultat à l'entité intermédiaire 25 (402). L'entité origine (400) chiffre cette même valeur aléatoire avec la clé publique de l'entité intermédiaire (402) et envoie (408) le résultat à l'entité intermédiaire (402). L'entité intermédiaire (402) renvoie (409) le premier résultat à l'entité destinataire (404) et déchiffre le deuxième résultat en utilisant sa clé privée. A la réception du premier résultat, l'entité destinataire (404) le déchiffre en utilisant sa clé privée. A ce point, les 30 entités (400, 402, 404) partagent la même valeur aléatoire, elles l'utilisent pour dériver les clés nécessaires pour protéger les données échangées entre les entités (400, 402, 404) en utilisant les clés dérivées jointement avec les fonctions et les algorithmes cryptographiques choisis. 2972317 -5- Comme nous avons indiqué auparavant, il est possible qu'une entité ait plusieurs entités voisines. Dans ce cas, cette entité renvoie les paramètres reçus d'une de ces entités voisines aux autres entités voisines. Si une entité reçoit de paramètres identiques de plusieurs entités voisines, ces paramètres ne sont transmis qu'une seule fois par cette entité aux autres entités voisines. Cette entité ne traite ces paramètres qu'une seule fois. Si une entité reçoit plusieurs valeurs chiffrées par sa clé publique de plusieurs entités voisines, ces valeurs chiffrées sont égales et l'entité les recevant ne déchiffre qu'une d'eux. Si une entité reçoit le certificat d'une entité donnée de plusieurs entités voisines, ce certificat ne sera envoyé qu'une seule fois aux autres entités 0 voisines. Nous référençons maintenant à la figure 2. La présente invention définit une deuxième solution pour partager une clé sécrète entre plusieurs entités (aO, a1, ... , aN), dont une entité est définie comme une entité centrale (aO). Dans cette partie, une entité 15 quelconque (a1, ..., aN) peut demander une négociation sécurisée avec un ensemble d'entités, à travers l'entité centrale (aO). L'authentification et la génération de clés peuvent se baser sur l'usage de certificats, de clés partagées ou de login/mot de passe.

Nous décrivons ici la méthode basée sur l'usage de certificats. Avec cette 20 méthode, l'entité centrale (aO) génère un secret et le chiffre séparément avec la clé publique extraite du certificat de chaque entité (a1, a2, ..., aN) concernée par la négociation et le résultat du chiffrement est ensuite transmis à l'entité possédant la clé privée correspondante à la clé publique utilisée par l'entité centrale (aO) ;

25 Chacune entité (a1, a2, ..., aN) déchiffre le secret chiffré en utilisant sa clé privée.

L'entité centrale (aO) et les autres entités (a1, a2, ... , aN) dérivent les clés cryptographiques en utilisant le même secret. Ces clés seront utilisées jointement avec 30 les fonctions cryptographiques choisies protéger les données échangées entre les différentes entités (aO, a1, a2, ..., aN).

Nous décrivons maintenant la méthode basée sur l'usage de Iogin et mot de passe. Avec cette méthode, l'unité centrale (aO) partage un login et un mot de passe 35 avec chacune des autres entités (a1, a2, ... , aN). Le rôle de l'entité centrale (aO) est de trouver de fonctions mathématiques ou cryptographiques et de générer de valeurs aléatoires de manière que pour tout mot de passe partagé entre l'entité centrale (aO) et l'une des autres entités (a1, a2, ..., aN), il existe une fonction et une valeur aléatoire de telle façon que le résultat de l'application de la fonction sur la valeur aléatoire et le mot de passe est égale à la valeur R. Par exemple, si on a une entité centrale Ec partageant un mot de passe P1 avec l'entité El et un mot de passe P2 avec l'entité E2, le rôle de l'entité centrale Ec est de trouver deux fonctions f1 et f2 et deux valeurs aléatoires w1 et w2 de telle façon que f1(P1, w1) = f2(P2, w2) = R. Nous citons ici que fl (P1, w1) fournit le résultat de l'application f1 sur P1 et w1. '10 Chacune des autres entités (a1, a2, ..., aN) utilise la fonction et la valeur aléatoire (reçues de l'entité centrale (aO)) avec le mot de passe partagé avec l'entité centrale (aO) pour calculer la valeur R. L'entité centrale (aO) et les autres entités (a1, a2, aN) dérivent les clés cryptographiques en utilisant la valeur R. Ces clés seront 15 utilisées jointement avec les fonctions cryptographiques choisies protéger les données échangées entre les différentes entités (aO, a1, a2, ..., aN).

A titre d'exemple, la figure 4 illustre un exemple d'authentification entre trois entités en utilisant de certificats et de clés publiques. 20 L'entité centrale (500) initialise la session en envoyant les fonctions et les algorithmes cryptographiques (501, 504) aux autres entités (502, 503). Chacune des autres entités (502, 503) envoie (507, 508) à l'entité centrale (500) soit son certificat, soit un message contenant sa clé publique. L'entité centrale (500) génère une valeur 25 aléatoire et la chiffre avec la clé publique de l'entité 1 (502) et envoie le résultant (509) puis chiffre la même valeur avec la clé publique de l'entité 2 (503) et envoie le résultat (510).

Chacune des autres entités (502, 503) déchiffre la valeur chiffrée en utilisant sa 30 clé privée. A ce point, les entités (500, 502, 503) partagent la même valeur aléatoire, elles l'utilisent pour dériver les clés nécessaires. Les clés dérivées sont utilisées jointement avec les fonctions et les algorithmes cryptographiques choisis pour protéger les données échangées entres les différentes entités (500, 502, 504). 35 15 2 0 25 30 35

Claims

REVENDICATIONS1) procédé d'authentification entre plusieurs entités (1, 2, ..., N) raccordées à un réseau de transmission d'informations (60), ledit procédé comprenant : - une étape de négociation de paramètres de sécurité (300) entres les entités (1, 2, ..., N) ; lesdits paramètres comprennent notamment la négociation de fonctions cryptographiques (200) ; - une étape de génération d'un secret (900) par l'entité origine (1), ledit secret est chiffré avec la clé publique de l'entité destinataire (N) pour obtenir une valeur chiffrée (700), ladite valeur chiffrée (700) est ensuite transmise à ladite entité destinataire (N) à travers le réseau (60) et les entités intermédiaires (2, 3,...,N-1); - une étape de chiffrement par ladite entité origine (1) dudit secret (900) avec la clé publique de l'entité voisine droite (2), le résultat du chiffrement est transmis à ladite entité voisine droite (2) à travers le réseau (60) ; - une étape répétée par chaque entité intermédiaire (2, 3, N-1) comprenant : - une étape de déchiffrement de ladite valeur chiffrée en utilisant sa clé privée correspondante à la clé publique utilisée par ladite entité voisine gauche pour calculer ladite valeur chiffrée ; - une étape de chiffrement du secret (900) en utilisant la clé publique de l'entité voisine droite, le résultat du chiffrement est transmis à l'entité voisine droite à travers le réseau (60) ; - une étape de transmission à l'entité voisine droite de ladite valeur chiffrée (700) reçue de l'entité voisine gauche et générée par ladite entité origine (1) ; - une étape de génération d'une clé (800) par toutes lesdites entités (1, 2, ..., N), en appliquant des fonctions mathématiques ou cryptographiques (200) audit secret (900) ; 10 15 20 25 .30 2972317 -8- - une étape de vérification que toutes lesdites entités (1, 2, ..., N) ont généré la même clé (800) en appliquant jointement ladite clé (800) et lesdites fonctions mathématiques ou cryptographiques (200) sur de données échangées entre lesdites entités.
2) procédé d'authentification en utilisant de certificats et de partage d'une clé entre une entité centrale (aO) et plusieurs entités (a1, a2, ..., aN) raccordées à un réseau de transmission d'informations (60), ledit procédé comprenant : - une étape de négociation de paramètres de sécurité entre l'entité centrale (aO) et les autres entités (a1, a2, ..., aN); lesdits paramètres (b2) comprennent notamment la négociation de fonctions cryptographiques permettant aux entités (aO, a1, a2, ..., aN) de générer une clé (b1) ; lesdits paramètres (b2) sont les mêmes partagés par lesdites entités (aO, a1, a2, ..., aN); - une étape de génération d'un secret (b0) par l'entité centrale (aO), ledit secret (bO) est chiffré séparément avec la clé publique de chacune desdites autres entités (a1, a2, ..., aN), le résultat du chiffrement est ensuite transmis à l'entité possédant la clé privée correspondante à la clé publique utilisée par l'entité centrale (aO) ; - une étape du déchiffrement dudit résultat du chiffrement par chacune des autres entités (a1, a2, ... , aN) en utilisant sa clé privée ; - une étape de génération d'une clé (b3) par toutes les entités (aO, a1, a2, ... , aN), en utilisant lesdits paramètres (b2) et ledit secret (bO) ; - une étape de vérification que toutes lesdites entités (aO, a1, a2, ..., aN) possèdent la même clé (b3) en appliquant ladite clé (b3) et lesdits paramètres (b2) sur de données échangées entre lesdites autres entités (a1, a2, ..., aN) et ladite entité centrale (aO). 5 15 20 25 30 2972317 -9-
3) procédé d'authentification en utilisant de mots de passe partagés entre une entité centrale (aO) et plusieurs entités (a1, a2, ..., aN) raccordées à un réseau de transmission d'informations (60), ledit procédé comprenant : - une étape de négociation de paramètres de sécurité entre l'entité centrale (aO) et les autres entités (a1, a2, , aN); lesdits paramètres (c2) comprennent notamment la négociation de fonctions cryptographiques permettant aux entités (aO, a1, a2, ..., aN) de générer une clé (c1) ; lesdits paramètres (c2) sont les mêmes partagés par lesdites entités (aO, a1, a2, ..., aN) ; - une étape de trouver par l'entité centrale (aO) de fonctions mathématiques ou cryptographiques et de valeurs aléatoires, caractérisées en ce que : - pour chaque mot de passe partagé entre l'entité centrale (aO) et l'une des autres entités (a1, a2, ... , aN), il existe une fonction et une valeur aléatoire de telle façon que le résultat de l'application de cette fonction sur la valeur aléatoire et le mot de passe est égale à une valeur R ; - une phase de transmission par l'entité centrale (aO) à chacune des autres entités la fonction et la valeur aléatoire permettant de calculer la valeur R comme décrit par l'étape précédente ; - une étape de génération d'une clé (dl) par chacune desdites autres entités (a1, a2, ..., aN), en appliquant la fonction reçue de l'entité centrale (aO) sur la valeur aléatoire reçue de l'entité centrale (aO) et son mot de passe partagé avec l'entité centrale (aO) ; - une étape de vérification que toutes lesdites entités (aO, a1, a2, ..., aN) possèdent la même clé (d1) en appliquant ledit résultat R et lesdits paramètres (c2) sur de données échangées entre lesdites autres entités (a1, a2, ..., aN) et ladite entité centrale (aO). 2972317 -10-
4) Des entités qui implémentent l'un des mécanismes définis par l'une des trois premières revendications et sont munies d'au moins une interface de communication.
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