En sécurité informatique, une attaque par canal auxiliaire ou par canal latéral ( ou SCA) est une technique d'attaque informatique qui ne cherche pas à casser directement un système de sécurité informatique, mais va rechercher et exploiter des failles dans son implémentation (logicielle ou matérielle).
En observant, dans un appareil et/ou un programme, des indices comme le bruit, le temps d'exécution, la consommation d'énergie et ses variations, des signaux électromagnétiques, les temps et moments d'accès au cache, etc., un attaquant peut réussir à deviner des informations cruciales, comme, par exemple, une clé de chiffrement ou des données sensibles. Ces attaques exploitent donc la manière dont un système est réellement construit et fonctionne, plutôt que ses principes théoriques.
Principe Une sécurité « mathématique » ne garantit pas forcément une sécurité lors de l'utilisation en « pratique ».
Les attaques par canaux latéraux reposent sur l'exploitation de fuites physiques mesurables — telles que temps d'exécution, consommation d'énergie ou émissions électromagnétiques — permettant de déduire des informations secrètes (jusqu'aux clés cryptographiques ou modèles biométriques parfois) ;
À titre d'exemple, l'une des premières attaques emblématiques faite par un canal latéral et réussie, décrite par Peter Wright (ancien agent du MI5) dans son livre « Spy Catcher » publié en 1987 : en 1965, le MI5 a réussi à exploiter les sons d'une machine de chiffrement égyptienne à rotor pour en déduire des informations secrètes.
Types d'attaques Du point de vue de l'attaquant, une attaque est jugée utile dès qu'elle présente des performances supérieures à une attaque par force brute. Les attaques par canal auxiliaire sont nombreuses et variées et portent sur différents paramètres. On en distingue deux grandes catégories.
Attaques invasives Les attaques invasives nécessitent une interaction avec le matériel (potentiellement destructive). Attaque par sondage Cette attaque consiste à placer une sonde directement dans le circuit à étudier, afin d'observer son comportement (généralement utilisée dans le cas des bus chiffrés). Attaque par injection de faute Cette attaque consiste en l'introduction volontaire d'erreurs dans le système pour provoquer certains comportements révélateurs (comme une impulsion laser ou électromagnétique.).
Attaques non invasives Les attaques non invasives se contentent de procéder à une observation extérieure du système (passive). Attaque par faute Cette attaque consiste à utiliser le système en dehors de sa plage de fonctionnement nominal, ce qui le fait fauter, fautes ensuite analysées pour en tirer des informations pertinentes. Analyse d'émanations électromagnétiques Cette attaque est similaire à la cryptanalyse acoustique, mais en utilise le rayonnement électromagnétique (émission d'ondes [signal Wi-Fi notamment]., analyse d'une image thermique, du champ électromagnétique émise par un écran). Analyse de consommation Une consommation accrue indique un calcul important et peut donner des renseignements sur la clé. Attaque par analyse du trafic Intercepter des éléments sur la communication entre ses cibles permet de déduire des indices sur leur activité. Attaque par prédiction de branches L'étude des unités de prédiction de branches des nouvelles architectures des processeurs peut donner des informations intéressantes. Attaque temporelle Cette attaque consiste en l'étude du temps mis pour effectuer certaines opérations. Cryptanalyse acoustique Cette attaque consiste en l'étude du bruit généré par un ordinateur ou une machine (mécanique ou électronique) de chiffrement ou déchiffrement. En effet, le processeur émet du bruit qui varie en intensité et en nature selon sa consommation et les opérations effectuées (typiquement des condensateurs qui se chargent ou se déchargent émettent un claquement facilement mesurable). Ces attaques peuvent être combinées pour obtenir des informations secrètes comme la clé de chiffrement. Leur mise en œuvre est étroitement liée au matériel ou au logiciel attaqué.
Exemples d'attaques Une attaque exploitant les temps de réponse a été menée par Serge Vaudenay sur TLS/SSL, ce qui a forcé les concepteurs du standard à faire une mise à jour critique. Adi Shamir a montré l'efficacité en pratique de la cryptanalyse acoustique du bruit d'un processeur. Une attaque temporelle sur le cache d'un processeur a été démontrée pour une implémentation d'AES.
SCA et cybersécurité Conception et certification des puces Les systèmes et réseaux informatiques contiennent un nombre croissant de données sensibles.
La solution idéale serait de traiter uniquement des données chiffrées de bout en bout. Mais un processeur ne peut que traiter des opérations « en clair », c'est-à-dire déchiffrées. Un nombre croissant de puces d'unité de calcul (CPU ou SoC) sont donc dotées de systèmes de chiffrement intégrés ; ils sont efficaces mathématiquement, mais peuvent être écoutés et il est alors parfois possible d'en déduire la clef de chiffrement. Les concepteurs de puces essaient donc de protéger le plus efficacement possible leurs circuits en limitant la surconsommation, la prise d'espace physique des modules de chiffrement ou en brouillant le signal (qui augmente le coût de la puce et la complexité de leur conception).
La solution parfaite rendrait la puce trop chère. Les concepteurs de circuits intégrés doivent donc jouer sur le design des unités de chiffrement. Des unités de cybersécurité des circuits intégrés procèdent ensuite à des tests de vulnérabilité de leur puces. Les principaux tests consistent en des analyses statistiques ou par apprentissage profond. de fuites sur des canaux auxiliaires ( ou SCA), ou dynamiques par injection de fautes (perturbations par laser ou électromagnétiques). Ces tests permettent d'affiner le design de la puce et de maximiser ses performances.
Les concepteurs de puces communiquent ensuite leurs premiers exemplaires à des sociétés expertes tierces afin d'obtenir des certifications de robustesse.
Ce processus de design impliquant les problèmes de cybersécurité étant lent et lourd, des solutions de conception assistée par ordinateur de circuits intégrés peont permis de simuler finement le fonctionnement d'une puce et d'identifier de potentielles fuites sur des canaux auxiliaires (qui pourraient être exploitées). Cette analyse modélisant le circuit électronique traitant des signaux binaires est appelée (« analyse de binaires ») et est effectuée en amont, en complément des analyses SCA.
Solutions Les constructeurs de puces de chiffrement cherchent à aplanir leur courbe de consommation électrique pour dissimuler les opérations sous-jacentes, et des protections et des blindages en limitent le rayonnement vers l'extérieur du circuit. Il faut aussi tenir compte des états impossibles qui ne doivent pas se produire et doivent être traités correctement s'ils venaient à être détectés. Limiter les messages d'erreur et la communication d'informations diverses avec l'extérieur est aussi une solution, mais elle pénalise les développeurs et les utilisateurs du système.
Un autre solution est de laisser le système de chiffrage accessible, dans ce qu'on appelle une (« boîte blanche », par opposition à boîte noire », qui décrit un système dont le fonctionnement est totalement inconnu). Le but d'une est d'être suffisamment complexe pour qu'une personne malintentionnée ne puisse l'analyser. Malgré tout, des techniques de test de vulnérabilité de ont été développées..
Histoire vignette|Le « mélangeur 131B2 », appareil de cryptographie de Bell, utilisé pour combiner (par opération XOR) les signaux de téléimprimeurs avec des masques jetables (clés de chiffrement à usage unique), fut le premier appareil dont un texte clair classifié secret a pu être extrait, en analysant ses « signaux rayonnés » (c'est-à-dire les émissions électromagnétiques résultant de son fonctionnement)
Les attaques par canal auxiliaire sont anciennes. Elles ont été utilisées dès la Première Guerre mondiale par analyse du trafic des troupes ennemies. Durant l'Opération , la CIA a probablement fait appel à des attaques par canal auxiliaire pour récupérer des messages en clair sans avoir à déchiffrer le chiffrement russe. Les attaques visant les objets physiques sont assez récentes.
Durant la Seconde Guerre mondiale, la détection d'émissions compromettantes était pratiquée par les laboratoires Bell. Puis le programme américain TEMPEST (dans les années 1950) a notamment travaillé sur le blindage électromagnétique des circuits et/ou le contrôle de leur consommation d'énergie ou leur désynchronisation visant à décorréler cette consommation de l'exécution de tâches par le circuit.
Des démonstrations marquantes ont ensuite concerné l'interception des signaux de moniteurs, par exemple avec Wim van Eck qui, en 1985, a démontré qu'il pouvait, avec un simple matériel bon marché du commerce, intercepter les émissions de moniteurs informatiques proches et les afficher sur un écran TV ; après qu'on ait découvert l'espionnage, durant plus de huit ans, des machines à écrire électrique IBM par les services secrets russes à Moscou en 1984, via . De telles attaques se sont développées, à partir des travaux fondateurs de Kocher dans les années 1990, s'étendant aux cartes à puce, aux processeurs, au réseau internet, au Cloud et à des objets comme les smartphones, en se classant soit en attaques passives (simples observations) soit en attaques proactives, visant par exemple à perturber le fonctionnement d'un système pour en extraire des données sensibles (ex : attaques par injection de fautes).
Une préoccupation est le développement de la sophistication de ces attaques, qui peuvent maintenant être assistées ou portées par des Intelligences artificielles. Les progrès du deep learning et la présence généralisée de microphones dans les appareils font que les attaques acoustiques sur les claviers restent menaçantes (un modèle entraîné sur des enregistrements réalisés avec un simple smartphone parvient à identifier des frappes avec une précision allant jusqu’à 95 %, et même 93 % via Zoom ; de même avec Skype), même s'il existe des pistes pour limiter ces risques AJoshua Harrison, Ehsan Toreini et Maryam Mehrnezhad (2023) A Practical Deep Learning-Based Acoustic Side Channel Attack on Keyboards |éditeur=IEEE European Symposium on Security and Privacy Workshops |pages=270–280 |éditeur=IEEE |date=2023-07 |isbn=979-8-3503-2720-5 |doi=10.1109/EuroSPW59978.2023.00034 |lire en ligne=https://ieeexplore.ieee.org/document/10190721/ |consulté le=2026-02-23 Alberto Compagno, Mauro Conti, Daniele Lain et Gene Tsudik (2017) Don't Skype & Type!: Acoustic Eavesdropping in Voice-Over-IP |périodique=ConferencesASIA-CCSProceedingsASIA CCS '17Don't Skype & Type !: Acoustic Eavesdropping in Voice-Over-IP |pages=703–715 |éditeur=ACM |date=2017-04-02 |isbn=978-1-4503-4944-4 |doi=10.1145/3052973.3053005 |consulté le=2026-02-23..
Le cas particulier de la biométrie En 2013, un Groupe thématique sur la biométrie a été créé au sein du « Réseau de référence européen pour la protection des infrastructures critiques (ERNCIP) », afin d'étudier les usages potentiels de la biométrie pour renforcer la sécurité des infrastructures clés (M. Lewis et al., 2013).