Quand le grand public entend parler de cyberattaque, il imagine généralement quelqu’un qui devine un mot de passe, installe un logiciel malveillant, vole un ordinateur, pirate le réseau d’une organisation ou exploite une faille dans un logiciel. L’attaque par canal auxiliaire fonctionne différemment. Elle cherche des indices qu’un ordinateur laisse échapper pendant qu’il effectue un travail ordinaire.
Une image simple pour comprendre est celle d’un coffre-fort verrouillé. Un voleur peut ne pas connaître la combinaison et ne pas savoir crocheter la serrure. Mais s’il écoute attentivement le cadran tourner, de petits clics, des grincements ou des silences peuvent révéler quelque chose sur ce qui se passe à l’intérieur. Le coffre n’est pas censé partager cette information, mais son comportement physique fuit encore des indices.
Les ordinateurs modernes possèdent leurs propres versions de ces indices. Par exemple, chaque machine peut prendre des durées différentes pour accomplir des tâches distinctes ou consommer des quantités d’électricité variables. Le matériel (processeurs, mémoire, cartes graphiques et unités de stockage) peut laisser de minuscules motifs pendant son fonctionnement.
Je suis chercheur en informatique et j’étudie la sécurité et la vie privée. Je définis une attaque par canal auxiliaire comme une tentative d’observer ces indices indirects et de les utiliser pour déduire quelque chose de privé.
Voici ce qui rend ces attaques inhabituelles. La faiblesse provient de la manière dont la machine exécute son travail. L’attaquant ne vole pas un mot de passe directement ni ne s’introduit dans l’ordinateur. Il étudie plutôt les traces laissées par la machine pendant son fonctionnement.
Histoire des fuites
L’idée n’est pas nouvelle. En 1985, le chercheur néerlandais Wim van Eck a montré que les signaux électromagnétiques émis par les écrans d’ordinateur pouvaient être captés et décodés. Cela a soulevé la possibilité d’espionner ce qu’un écran affichait. L’écran ne diffusait pas intentionnellement son contenu. Il fuyait des signaux comme effet secondaire de son fonctionnement.
Dans les années 1990, les attaques par canaux auxiliaires sont devenues particulièrement importantes en cryptographie, la science qui protège les informations. En 1996, le chercheur en cryptographie Paul Kocher a démontré qu’en mesurant avec précision le temps que prenaient certaines opérations, on pouvait révéler des informations privées issues de systèmes utilisant des méthodes cryptographiques courantes. Quelques années plus tard, Kocher et ses collègues cryptographes Joshua Jaffe et Benjamin Jun ont montré que la mesure de la consommation électrique pouvait aider à retrouver des clés secrètes sur des dispositifs inviolables comme les cartes à puce.
Ces découvertes ont changé la façon dont les ingénieurs pensaient la sécurité. Il ne suffisait plus de demander si un algorithme de chiffrement était mathématiquement sûr. Il était encore plus important de vérifier si l’appareil exécutant l’algorithme fuyait des indices par le temps, la puissance, les sons ou d’autres comportements physiques.
Il existe plusieurs types courants de canaux auxiliaires :
- Une attaque temporelle recherche de petites différences dans la durée des opérations.
- Une attaque par la puissance étudie la consommation électrique.
- Les attaques électromagnétiques examinent les signaux non intentionnels.
- Les attaques acoustiques utilisent le son.
Dans un exemple frappant, des chercheurs ont montré que le faible bruit produit par un ordinateur portable pendant certaines opérations cryptographiques pouvait servir, dans des conditions expérimentales, à extraire une clé cryptographique secrète de 4096 bits.
Les exemples qui ont porté les attaques par canaux auxiliaires sur le devant de la scène publique sont les attaques contre les processeurs. Les processeurs modernes comme les CPU sont extrêmement rapides car ils prédisent ce qu’un programme va probablement faire ensuite. Cette technique, appelée exécution spéculative, aide les ordinateurs à fonctionner plus efficacement. Mais en 2018, des chercheurs en cybersécurité ont découvert deux vulnérabilités, baptisées Meltdown et Spectre, dans cette technique. Ils ont montré que ces prédictions pouvaient laisser des traces mesurables. Un programme malveillant pouvait utiliser ces traces pour apprendre des informations qui auraient dû rester protégées.
Meltdown et Spectre ont eu de l’importance car ils ont remis en question l’une des prémisses fondamentales de l’informatique moderne : des programmes différents s’exécutant sur la même machine doivent rester séparés. Ils ont aussi montré que des fonctions de performance intégrées profondément dans les puces informatiques pouvaient avoir des conséquences sur la sécurité.
Nouvelles technologies, nouveaux canaux auxiliaires
Depuis, les chercheurs continuent de trouver de nouvelles attaques par canaux auxiliaires dans le matériel moderne. L’une d’elles, révélée en 2022 et appelée Hertzbleed, a montré que les changements de fréquence du processeur (normalement utilisés pour économiser l’énergie et gérer les performances) pouvaient devenir un signal temporel. Dans certains cas, ce signal pouvait exposer les secrets cryptographiques de serveurs distants.
Une autre attaque, nommée Downfall et révélée en 2023, a affecté certains processeurs Intel. Elle a montré comment une fonction appelée Gather pouvait fuir d’anciennes données laissées à l’intérieur du processeur après un travail antérieur. Zenbleed, également révélée en 2023, a affecté les processeurs AMD Zen 2. Elle pouvait permettre à des informations sensibles provenant d’un autre processus d’apparaître là où elles ne devaient pas.
Chetan Jaiswal est professeur associé d’informatique à l’université Quinnipiac.
La recherche sur les canaux auxiliaires a aussi dépassé les CPU. GPU.zip a montré que les processeurs graphiques (GPU) peuvent parfois fuir des indices visuels par la façon dont ils traitent les données d’image en coulisses, y compris les pixels d’une autre page web dans le navigateur Google Chrome. GoFetch, publié en 2024, a montré qu’une fonction matérielle présente dans de nombreux processeurs Apple, conçue pour prédire les besoins futurs en mémoire, pouvait compromettre les protections des logiciels cryptographiques et aider à extraire des clés secrètes.
La dernière attaque, baptisée FROST (acronyme de « fingerprinting remotely using OPFS based SSD timing »), concerne les disques SSD. Ces disques sont une forme de stockage rapide extrêmement courante sur presque tous les ordinateurs modernes. FROST montre qu’un site web malveillant peut utiliser une fonction de stockage du navigateur appelée système de fichiers privé d’origine pour créer et accéder à des fichiers dans une zone protégée (appelée bac à sable) que le navigateur réserve à ce site. Il peut ensuite mesurer de minuscules retards dans l’activité du SSD.
L’intuition est simple. Si plusieurs programmes utilisent le même périphérique de stockage, ils peuvent se ralentir légèrement les uns les autres, comme des voitures partageant la même route. En mesurant ces retards dans un navigateur, les chercheurs de FROST ont montré qu’un site web pouvait, dans des conditions spécifiques, déduire des informations sur d’autres activités du même ordinateur, comme les sites web visités ou les applications utilisées.
Des leçons plus que des pertes
Les attaques par canaux auxiliaires sont-elles fréquentes ? La réponse honnête est que, même si elles peuvent être dommageables, elles ne représentent pas la cyberattaque quotidienne que la plupart des gens rencontrent. La majorité des cybercrimes réels reposent encore sur des méthodes plus faciles et moins coûteuses, comme l’exploitation de vulnérabilités logicielles, le vol d’identifiants, le hameçonnage, les logiciels malveillants et les rançongiciels. Le rapport 2026 de Verizon sur les violations de données (Data Breach Investigations Report) met par exemple en avant les vulnérabilités logicielles et les rançongiciels comme sources majeures de brèches, et non les attaques par canaux auxiliaires comme point d’entrée courant.
Cela ne rend pas ces attaques sans importance. Beaucoup sont découvertes par des chercheurs avant d’être observées dans une utilisation criminelle généralisée. Mais elles comptent car elles exposent des faiblesses dans les hypothèses qui sous-tendent l’informatique moderne. Elles influencent la conception des puces, la sécurité des navigateurs, le cloud computing, les bibliothèques cryptographiques et la façon dont les ingénieurs pensent la vie privée.
Les attaques par canaux auxiliaires rappellent que les ordinateurs n’ont pas besoin de révéler intentionnellement des secrets pour les divulguer. Parfois, les plus petits indices laissés pendant leur travail en disent plus que quiconque ne l’aurait imaginé.