Wide and Local Area Wireless Network security based on physical layer monitoring

Sécurité des réseaux sans-fil à courte et longue portée basée sur des mécanismes de monitoring de la couche physique Nous assistons, depuis plusieurs années, à l'extension de l'Internet des Objets à de nombreux objets du quotidien, que ce soit dans le domiciles ou sur le lieu de travail. L'ajout d'émetteurs hétérogènes dans de nombreux objets et certains environnements sensibles pose de nombreux problèmes en termes de sûreté et de sécurité. Les travaux récents montrent qu'il y a encore du chemin à parcourir, notamment pour les objets du commerce, qui n'implémentent souvent pas les mesures de sécurité définies dans les standards. Partant de ce constat, de nombreux travaux s'intéressent aujourd'hui à la sécurité et à la sûreté dans l'IoT, et plus généralement dans les réseaux sans-fil, souvent utilisés par ces objets. Le sujet de la sécurisation de la couche physique est souvent mis de côté, que ce soit pour sa complexité ou par comparaison avec les réseaux filaires traditionnels, où elle a moins d'impact. Toutefois, la plus grande accessibilité des réseaux sans-fil par tout ce qui se trouve à portée radio en augmente considérablement la surface d'attaque. S'y ajoutent également des vulnérabilités propres à ce type de transmissions, et la simplicité de certains protocoles, due à la faible puissance de calcul des objets, rendant des attaques telles que le clonage d'objet légitime plus aisées, et difficiles à détecter depuis les couches supérieures. Dans cette thèse, nous nous sommes donc concentrés sur l'impact de l'aspect sans-fil de la couche physique sur la sécurité de ces réseaux, mettant en évidence l'intérêt d'approches transversales entre traitement du signal et sécurité. Nous montrons d'abord l'impact offensif du moyen de communication commun, en exposant une nouvelle attaque basée sur la similarité des couches physiques de deux protocoles. Cette attaque, Wazabee, permet à des objets BLE de communiquer dans des réseaux Zigbee. Nous montrons également que le principe de l'attaque pourrait être étendu à d'autres paires de protocoles. Nous soulignons ainsi l'importance de moyens de détection plus indépendants des protocoles déployés capables de détecter des communications hors des canaux légitimes, et de ne pas considérer des réseaux sans-fil différents mais colocalisés comme isolés les uns des autres. Enfin, nous présentons deux contributions défensives basées sur l'analyse de ces réseaux depuis leur couche physique. Premièrement, nous présentons une approche à bas coût d'identification d'émetteurs sans-fil, visant des attaques usurpant l'identité d'émetteurs légitimes. Ensuite, nous présentons une approche d'automatisation de l'audit de protocoles sans-fil, permettant de détecter et d'analyser le contenu d'émissions sans-fil, avec un minimum d'hypothèses sur leur nature. Ces deux approches complètent des mesures aux couches supérieures, en permettant de détecter de potentielles intrusions ou canaux cachés, et pour faciliter l'analyse des protocoles utilisés par les experts.