FR3142060A1 - Procédé de détection d’anomalies sur des stations Wi-Fi. - Google Patents

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Abstract

Procédé pour détecter une anomalie d’association d’une station Wi-Fi à un point d’accès d’un réseau de communication, comprenant :- à chaque envoi, par la station Wi-Fi, d’une trame de management de standard Wi-Fi, dite « Probe Request », comprenant une adresse MAC et un contenu, réalisation des étapes suivantes :- identification du contenu,- application d’un algorithme d’identification unique sur le contenu de façon à générer un code unique d’identification du contenu,- stockage du code unique au sein du point d’accès,- vérification si la station Wi-Fi est associée au point d’accès,- si non associée, vérification si le code unique est connu dans le point d’accès et si la station Wi-Fi liée à ce code unique a déjà été associée au point d’accès ; - si oui, génération d’un signal d’alerte. Figure pour l’abrégé : Fig. 5

Description

Procédé de détection d’anomalies sur des stations Wi-Fi.
La présente invention concerne un procédé pour détecter une anomalie d’association d’une station Wi-Fi à un point d’accès d’un réseau de communication.
Un tel réseau est notamment un réseau domestique équipé d’une passerelle comme point d’accès permettant de connecter des équipements locaux à internet.
 Etat de la technique antérieure
D’une façon générale, le Wi-Fi est le média le plus utilisé pour transmettre des données à la maison. Il est utilisé depuis un nombre important et croissant d’équipements différents (Smartphone, tablette, PC, Décodeur TV, équipement IOT …) et d’usages d’une grande diversité : mail, téléphonie, Vidéo « Live », Vidéo « OTT », monitoring IOT…
Les technologies Wi-Fi se complexifient et apportent des outils complémentaires qui permettent d’optimiser certaines caractéristiques des flux, tout en prenant en compte certaines contraintes : 802.11e, 802.11u, 802.11ax, OFDMA, …
De la même manière, les technologies Wi-Fi évoluant très vite, certains équipements Wi-Fi déjà présents sur le marché sont parfois incompatibles avec ces évolutions. Pour un opérateur de télécommunications déployant une nouvelle technologie Wi-Fi dans un foyer, il est important de ne pas introduire de nouveaux problèmes pour les équipements Wi-Fi de ses clients.
Certaines stations peuvent parfois avoir des difficultés à utiliser le réseau Wi-Fi d’une passerelle. Ces difficultés se manifestent par une impossibilité d’établir une connexion Wi-Fi, les raisons peuvent être multiples : incompatibilité de la station Wi-Fi avec une norme Wi-Fi particulière ou encore une incompatibilité avec un mode de sécurité actuellement en cours d’utilisation par la passerelle domestique ou encore un ancien pilote informatique Wi-Fi présent sur l’équipement du client.
Il est difficile de détecter qu’une station Wi-Fi n’arrive plus à se connecter au réseau car elle peut utiliser une adresse MAC aléatoire. La passerelle domestique ne peut donc pas distinguer s'il s’agît d’une station Wi-Fi déjà connue de son réseau.
La présente invention a pour but de détecter des anomalies dans la connexion Wi-Fi entre des stations Wi-Fi et une passerelle au sein d’un réseau domestique.
Un autre but de l’invention est d’optimiser la gestion des stations Wi-Fi au sein d’un point d’accès du réseau de communication.
On atteint au moins l’un des objectifs précités avec un procédé pour détecter une anomalie d’association d’une station Wi-Fi à un point d’accès d’un réseau de communication. Selon l’invention, à chaque envoi, par la station Wi-Fi, d’une trame de management de standard Wi-Fi, dite « Probe Request », comprenant une adresse MAC et un contenu, réalisation des étapes suivantes :
- identification du contenu,
- application d’un algorithme d’identification unique sur le contenu de façon à générer un code unique d’identification du contenu,
- stockage du code unique au sein du point d’accès,
- vérification si la station Wi-Fi est associée au point d’accès,
- si non associée, vérification si le code unique est connu dans le point d’accès et si la station Wi-Fi liée à ce code unique a déjà été associée au point d’accès ;
- si le code unique est connu dans le point d’accès et si la station Wi-Fi liée à ce code unique a déjà été associée au point d’accès, génération d’un signal d’alerte.
Avec le procédé selon l’invention, on utilise une trame de management du standard Wi-Fi, la « Probe Request ». Cette dernière est utilisée par les stations Wi-Fi pour identifier les réseaux à proximité. Il s’agit d’un indicateur pertinent car lors d’une tentative d’association, cette « Probe Request » est systématiquement envoyée par la station Wi-Fi.
Si cette trame de management du standard Wi-Fi est présente mais si la station Wi-Fi liée à cette trame de management du standard Wi-Fi n’est pas associée au point d’accès du réseau, alors on considère qu’il y a un problème d’interopérabilité entre le point d’accès et cette station Wi-Fi. La présente invention permet donc de détecter la présence de cette « Probe Request » en l’associant à une station Wi-Fi connue du point d’accès.
L’identification unique pourrait se faire en utilisant l’adresse physique de la station Wi-Fi, c’est à dire l’adresse MAC. Mais comme cette adresse, censée être unique, est parfois changeant, la présente invention prévoit la création d’un code unique invariable.
En retenant uniquement le contenu de la « Probe Request », on retire la composante aléatoire et le point d’accès est ainsi capable de lier la « Probe Request » à un équipement connu du réseau.
Ainsi, lors d’une prochaine tentative d’association, la station Wi-Fi enverra donc une « Probe Request », si le code unique calculé à partir de cette « Probe Request » est connu du point d’accès et que la station Wi-Fi liée à ce code unique n’est pas connectée, alors le point d’accès considère que cette station Wi-Fi n’arrive pas à s’associer et remonte une alerte. Si la station arrive à se connecter, alors l’alerte est levée.
La vérification de savoir si la station Wi-Fi liée au code unique a déjà été associée au point d’accès consiste à vérifier si la station Wi-Fi a ultérieurement été associée puis dissocié du point d’accès, c’est-à-dire s’il y a déjà eu une association réussie auparavant.
La vérification de savoir si la station Wi-Fi est associée au point d’accès est réalisé immédiatement, à chaque « Probe Request » reçu par le point d’accès.
Avec le procédé selon l’invention, si un opérateur décide de modifier un paramètre Wi-Fi sur un point d’accès, cet opérateur est informé d’éventuelles incompatibilités avec des équipements Wi-Fi d’un client, même si ce dernier utilise une adresse MAC aléatoire.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, l’algorithme d’identification unique peut être une fonction de hachage.
Cette fonction peut plus précisément être une fonction de hachage cryptographique MD5. Une telle fonction permet de calculer un identifiant unique à partir d’un contenu numérique. Cela permet de distinguer les stations Wi-Fi entre elles.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le réseau de communication peut comprendre plusieurs points d’accès dont une passerelle et au moins un répéteur, les étapes de stockage du code unique et de vérification étant réalisées au sein de la passerelle.
Dans ce cas, l’étape de vérification si la station Wi-Fi liée au code unique a déjà été associée concerne l’ensemble des points d’accès. On vérifie en effet si la station Wi-Fi n’a pas déjà été associée à l’un des points d’accès.
Selon l’invention, une unité de traitement de la passerelle peut être configurée pour réaliser les étapes du procédé selon l’invention. L’intelligence est dans la passerelle.
En d’autres termes, dans un réseau incluant des répéteurs et une passerelle domestique, à chaque réception d’une « Probe Request » sur un des équipements du réseau, un code unique est calculé puis sauvegardé dans la passerelle domestique pour une future comparaison.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le contenu peut comprendre un nombre d’antennes de la station Wi-Fi ou une bande de fréquence maximum de la station Wi-Fi. Il s’agit là d’éléments relatifs aux capacités Wi-Fi de l’équipement. Bien évidemment, le contenu de la trame de management du standard Wi-Fi peut comprendre d’autres éléments que ceux cités.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, pour une communication selon la norme IEEE 802.11, le contenu est la partie “IEEE 802.11 Wireless management”. On ne retient pas notamment les informations variables comme l’adresse de destination ou l’adresse source.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le réseau de communication peut être un réseau domestique, le point d’accès comprenant un routeur de connexion à internet.
Un tel routeur peut être par exemple une passerelle, un « homegateway » en langue anglaise ou tout autre appareil apte à connecter des équipements utilisateurs à internet.
Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un réseau de communication pour détecter une anomalie d’association d’une station Wi-Fi à un point d’accès ; ce point d’accès étant configuré pour mettre en œuvre un procédé selon l’invention.
La présente invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de traitement dans un point d’accès, conduisent celle-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’invention.
Description des figures et modes de réalisation.
D’autres avantages et particularités de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
La est une vue schématique d’une maison équipée d’un point d’accès sous la forme d’une passerelle internet et de stations Wi-Fi d’un utilisateur ;
La est un organigramme illustrant des étapes d’un procédé selon l’invention ;
La est une vue schématique illustrant les champs dans une trame de management de standard Wi-Fi de type « Probe Request » selon l’invention ;
La est une vue schématique simplifiée de trames envoyées par une station Wi-Fi à un point d’accès ; et
La est une vue schématique simplifiée de trames envoyées par une station Wi-Fi à un point d’accès selon l’invention .
Les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment mettre en œuvre des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
La La est une vue schématique illustrant une maison 1 équipée d’un point d’accès 2 qui est une passerelle permettant d’accéder à internet 3 via une liaison filaire 4 à base de câble coaxial ou de fibre optique.
Le point d’accès 2 comprend une unité de traitement 7, tel un microcontrôleur par exemple, pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention et un module Wi-Fi 8 pour une communication sans fil avec des équipements.
Des équipements de la maison peuvent se connecter de façon filaire ou sans fil au point d’accès 2 pour accéder à internet 3.
Dans l’exemple de la , on distingue un téléviseur 5 et une station Wi-Fi tel un téléphone portable 6 de type « smartphone » connectés tous deux à la passerelle 2 de façon sans fil par Wi-Fi. Lorsque le téléviseur 5 est en marche, un service de télévision numérique est notamment activé entre le téléviseur 5 et le point d’accès 2.
Le téléphone portable 6 est apte à se connecter à la passerelle 2 pour accéder à internet en mettant en œuvre différents types de services : web, téléchargement, téléphonie,…
L’ensemble point d’accès 2, téléviseur 5 et téléphone portable 6 forme un réseau domestique.
Le point d’accès 2 comprend des moyens matériels et logiciels conventionnels pour servir de point d’accès et de répéteur entre des équipements et internet et comprennent en outre l’un et/ou l’autre un produit programme d’ordinateur pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention.
Lorsque le téléphone portable 6 est activé, celui-ci cherche à identifier des points d’accès Wi-Fi à proximité. Lorsqu’un point d’accès est identifié, il s’ensuit une tentative d’association.
La est un organigramme illustrant des étapes de mise en œuvre du procédé selon l’invention.
On distingue une étape 9 au cours de laquelle la station Wi-Fi transmet une trame de management de standard Wi-Fi, dite « Probe Request ». Cette trame est reçue par le point d’accès 2 qui est une passerelle domestique vers internet. La trame comprend une adresse MAC et un contenu.
Sur la est illustrée une copie écran de la trame. On distingue une première partie qui est l’entête de la trame et une seconde partie qui est le contenu selon l’invention. La première partie comprend des champs situés entre « type/Subtype : » jusqu’à « [FCS Status : Unverified] ». Le contenu selon l’invention comprend l’ensemble des caractéristiques saisies dans les champs allant de « Tagged parameters » jusqu’à « Tag : Vendor Specific : Broadcom » .
A l’étape 10 sur la , le point d’accès identifie le contenu selon l’invention. Un fichier numérique est alors constitué. On applique ensuite à l’étape 11 un hachage MD5 sur ce fichier numérique de façon à obtenir un code unique 12.
A l’étape 13, le code unique est sauvegardé au sein de la passerelle.
A l’étape 14, on vérifie si la station Wi-Fi, c’est-à-dire le téléphone 6, est associée au point d’accès 2.
Dans l’affirmative, le « oui », il ne se passe rien à l’étape 16.
Dans la négative, le « non », on vérifie ensuite à l’étape 15 si le code unique est connu dans le point d’accès et si la station Wi-Fi liée à ce code unique a déjà été associée au point d’accès. On essaie ainsi de savoir si, dans le passé, le téléphone 6 a déjà été associé au moins une fois au point d’accès 2.
Dans la négative, le « non », il ne se passe rien à l’étape 16.
Dans l’affirmative, le « oui », on génère un signal d’alerte par exemple via internet vers un serveur distant de l’opérateur. Ce signal d’alerte peut avantageusement rester local à la passerelle mais peut également être propagée dans le réseau domestique ou dans le cloud au travers d’un tunnel sécurisé (MQTT) dans les deux cas.
Lorsque le signal d’alerte est local, il peut s’agir d’un signal logiciel envoyé vers une application de la passerelle pour la mise en place d’actions correctives, et/ou d’un message envoyé sur le réseau local à destination d’autres équipements du réseau, comme par exemple un répéteur Wi-Fi.
Sur la on distingue un mode de réalisation selon l’art antérieur. La figure 4a illustre une première association de la station Wi-Fi au point d’accès. La figure 4b illustre une deuxième association de la station Wi-Fi au point d’accès à un moment ultérieur.
La figure 4a concerne une première phase au cours de laquelle, une station Wi-Fi transmet une trame « Probe Request » à un instant t0. Cette trame comprend évidemment l’adresse MAC de la station Wi-Fi. Dans un deuxième temps, lors d’une tentative d’association, à un instant t1, la station Wi-Fi transmet également la même adresse MAC. Dans une telle situation où la station Wi-Fi utilise la même adresse MAC entre la « Probe Request » et son association, il est aisé pour le point d’accès de détecter la présence de cet équipement.
La figure 4b concerne une deuxième phase au cours de laquelle, une station Wi-Fi transmet une trame « Probe Request » à un instant t0. Cette trame comprend évidemment l’adresse MAC de la station Wi-Fi. Dans un deuxième temps, lors d’une tentative d’association, à un instant t1, la station Wi-Fi transmet une adresse MAC différente de celle envoyée dans la « Probe Request ». Dans une telle situation, le fait que la station Wi-Fi utilise une adresse MAC différente entre la « Probe Request » et son association, empêche de faire le lien entre la « Probe Request » et l’association.
L’adresse MAC est notamment différente par implémentation du constructeur pour masquer sa présence et éviter l’identification de la station.
Il est donc nécessaire de retirer la composante aléatoire de la « Probe Request » due au fait que l’adresse MAC est parfois différente.
L’adresse MAC peut être aléatoire mais pas nécessairement les données contenues dans la « Probe Request ». En séparant les deux ensembles et en créant par exemple un MD5 hash du contenu, on obtient ainsi un code unique pour la station Wi-Fi, comme on va le voir sur la .
Sur la , on distingue un mode de réalisation selon l’invention. La figure 5a illustre une première association de la station Wi-Fi au point d’accès. La figure 5b illustre une deuxième association de la station Wi-Fi au point d’accès à un moment ultérieur.
La figure 5a concerne les mêmes étapes que sur la figure 4a avec en plus ici le calcul du code unique à l’instant t0 lors de la réception de la trame « Probe Request ». Lors de la tentative d’association, à l’instant t1, la station Wi-Fi transmet également la même adresse MAC. Dans une telle situation où la station Wi-Fi utilise la même adresse MAC entre la « Probe Request » et son association, il est aisé pour le point d’accès de détecter la présence de cet équipement.
La figure 5b concerne les mêmes étapes que sur la figure 4b avec en plus ici le calcul du code unique à l’instant t0 lors de la transmission de la trame « Probe Request ». De la même manière on se place dans le cas où, lors de la tentative d’association, à un instant t1, la station Wi-Fi transmet une adresse MAC différente de celle envoyée dans la « Probe Request ». Avec la présente invention, si l’association ne se réalise pas, on utilise le code unique pour identifier la station Wi-Fi et constater que cette station Wi-Fi s’était déjà associée dans le passé au cours de la phase décrite sur la figure 5a.
Ainsi, avec le procédé selon l’invention, on détecte toute anomalie de connexion d’une station Wi-Fi à un point d’accès.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits. De nombreuses modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir du cadre de la présente invention telle que décrite.

Claims (10)

  1. Procédé pour détecter une anomalie d’association d’une station Wi-Fi à un point d’accès d’un réseau de communication, comprenant :
    - à chaque envoi, par la station Wi-Fi, d’une trame de management de standard Wi-Fi, dite « Probe Request », comprenant une adresse MAC et un contenu, réalisation des étapes suivantes :
    - identification du contenu,
    - application d’un algorithme d’identification unique sur le contenu de façon à générer un code unique d’identification du contenu,
    - stockage du code unique au sein du point d’accès,
    - vérification si la station Wi-Fi est associée au point d’accès,
    - si non associée, vérification si le code unique est connu dans le point d’accès et si la station Wi-Fi liée à ce code unique a déjà été associée au point d’accès ;
    - si le code unique est connu dans le point d’accès et si la station Wi-Fi liée à ce code unique a déjà été associée au point d’accès, génération d’un signal d’alerte.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’algorithme d’identification unique est une fonction de hachage.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’algorithme d’identification unique est une fonction de hachage cryptographique MD5.
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de communication comprend plusieurs points d’accès dont une passerelle et au moins un répéteur, les étapes de stockage du code unique et de vérification étant réalisées au sein de la passerelle.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contenu comprend un nombre d’antennes de la station Wi-Fi.
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contenu comprend une bande de fréquence maximum de la station Wi-Fi.
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour une communication selon la norme IEEE 802.11, le contenu est la partie “IEEE 802.11 Wireless management”.
  8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de communication est un réseau domestique, le point d’accès comprenant un routeur de connexion à internet.
  9. Réseau de communication pour détecter une anomalie d’association d’une station Wi-Fi à un point d’accès, caractérisé en ce le point d’accès est configuré pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de traitement dans un point d’accès, conduisent celle-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
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