Gestionnaire de mots de passe : intro­duc­tion cryp­to­gra­phique

Anthony (Cozy Cloud) -

L’idée de base : Tous les mots de passe sont chiffrés. Personne d’autre que vous ne peut les relire sans votre accord. Ni le serveur sur lequel vous les envoyez, ni quelqu’un qui a accès au disque où vous les stockez, ni quelqu’un qui a ponctuellement accès à votre poste de travail.

Chiffrer c’est simple

Pour chiffrer on a le choix. On va séparer deux catégories principales de chiffrement : les chiffrements symétriques et les asymétriques.

La plupart des gestionnaires de mots de passe ont choisi un chiffrement symétrique (une seule clef secrète qui sert à la fois à chiffrer et à déchiffrer). C’est simple à gérer, rapide à l’exécution, et il n’y a pas besoin de clef de grande taille. Tous ceux que j’ai vu utilisent de l’AES avec une clef de 256 bits. Au moins pour Bitwarden et Keepass, c’est le mode CBC, et un contrôle HMAC avec SHA256 comme fonction de hachage (mais vous pouvez ignorer tous ces détails s’ils ne vous disent rien).

J’ai dit « la plupart des gestionnaires de mots de passe ». Un projet au moins a fait un choix différent. L’outil Pass utilise un chiffrement asymétrique (une clef publique et une clef privée, l’une sert à chiffrer et l’autre à déchiffrer). Plus exactement, ils utilisent l’outil GnuPG. Même si le choix de la clef est libre, par défaut on y utilise généralement une clef RSA de 2048 bits. Pass a fait ce choix en considérant le partage de mots de passes comme la fonctionnalité principale. On verra pourquoi quand on parlera partage. Entre temps on va se concentrer sur ceux qui font du chiffrement symétrique.

Dans les deux cas, on est là dans de l’ultra-standard au niveau cryptographie. Je serais étonné de voir autre chose ailleurs (et c’est une bonne chose).

Une clef ? quelle clef ?

Ok, nos mots de passe sont chiffrés mais où est la clef ?

Impossible de demander à l’utilisateur de se rappeler une clef de 256 bits. Ce serait plus de 40 signes entre minuscules, majuscules, chiffres et caractères spéciaux. Même avec une très bonne mémoire, ce serait ingérable à l’usage.

Stocker la clef de chiffrement en clair sur le disque n’est pas beaucoup mieux. Ce serait comme avoir coffre-fort haute sécurité dont on cache la clef sous le paillasson.

Ce qu’on demande à l’utilisateur c’est un mot de passe principal. Vu qu’il va permettre de déchiffrer tous les autres, on va l’appeler « mot de passe maître ». Il faut qu’il soit assez long et complexe pour éviter qu’un tiers ne puisse le deviner ou le trouver en essayant toutes les combinaisons une à une, mais assez court pour pouvoir s’en rappeler et le taper sans erreur.

Le mot de passe maître ne chiffre rien lui-même. Accompagné d’autres paramètres, il sert à calculer une clef de taille suffisante qui, elle, servira au chiffrement décrit plus haut et qu’on va appeler « clef maîtresse ». La fonction qui fait cette opération est dite fonction de dérivation de clef.

Bitwarden utilise le très classique PBKDF2 avec un hachage SHA256. Pour faire simple on prend le mot de passe, on le mélange à une chaîne aléatoire (stockée quelque part pour réutiliser la même à chaque fois), et on opère la fonction de hachage prévue. Normalement ça suffit pour avoir un résultat considéré comme relativement aléatoire et impossible à remonter en sens inverse.

En pratique on cherche aussi à ralentir quelqu’un qui chercherait à tester tous les mots de passe possibles un à un. Pour ça on va simplement répéter l’opération précédente un certain nombre de fois. Chaque itération prend en entrée le résultat de l’étape précédente. Si je fais 10 itérations, il faudra 10 fois plus de temps à un attaquant pour tester toutes les combinaisons. Ici on considère le résultat comme assez confortable à partir de 100.000 itérations.

Keepass utilise une fonction plus récente et considérée comme plus robuste aux possibilités des matériels actuels : Argon2.

Là aussi tout est très classique. Je n’ai pas regardé tous les gestionnaires de mots de passe mais je serais étonné de trouver autre chose que ces deux solutions standards.

On résume

À l’ouverture le gestionnaire de mots de passe vous demande votre mot de passe maître. À partir de ce mot de passe et de paramètres prédéterminés, il utilise une fonction de dérivation de clef et en sort une clef maitresse.

C’est cette clef maitresse qui permet de chiffrer ou déchiffrer vos mots de passe. Celui qui n’a pas accès à votre clef ne pourra rien faire des mots de passe chiffrés sur le disque.

Sécurité

À l’ouverture, le gestionnaire de mot de passe vous demandera votre mot de passe maître que pour calculer la clef maîtresse à l’aide d’une fonction de dérivation de clef. Une fois ceci fait, il garde la clef maîtresse en mémoire et oublie le reste. Quoi qu’il se passe, personne ne connaîtra votre mot de passe maître.

Le logiciel utilise cette clef maîtresse pour chiffrer et déchiffrer vos mots de passe. Cette clef maîtresse n’est jamais écrite nulle part. La plupart des gestionnaires de mots de passe oublieront volontairement cette clef en mémoire après un certain temps d’inactivité, ou à la mise en veille de votre poste de travail. L’idée c’est de limiter le risque de laisser qui que ce soit d’autre que vous y avoir accès. Dans ces cas là, on vous invitera à saisir de nouveau votre mot de passe maître pour retrouver la clef oubliée.

Une fois la clef maîtresse hors de la mémoire, vous n’avez que des blocs chiffrés que personne ne pourra déchiffrer sans le mot de passe maître. Pas même vous. Si vous oubliez votre mot de passe maître, vous ne pourrez plus jamais relire ce que vous avez stocké. Même votre ami qui s’y connait ne pourra rien pour vous.

Ne vous laissez toutefois par leurrer. On parle sécurité, chiffrement, complexité des fonctions de dérivation de clef, mais en réalité tout ça a peu d’importance comparé à votre mot de passe maître. C’est un peu comme un coffre-fort : Discuter du diamètre des barres de renfort n’a aucun intérêt s’il s’ouvre avec une combinaison de trois chiffres seulement.

S’il est possible de trouver votre mot de passe avec un nombre de tentatives limité, tout le reste ne servira à rien. « Limité » dans ce cas, ça dépasse la centaine de milliards de combinaisons. Il vaut mieux un mot de passe maître complexe avec une fonction de dérivation simple qu’un mot de passe maître simple avec une fonction de dérivation complexe.

Changer le mot de passe

Les plus alertes d’entre vous auront remarqué que si tout est déchiffré indirectement à partir du mot de passe, changer le mot de passe fait perdre l’accès à tout ce qui est déjà chiffré.

Quand vous changez votre mot de passe maître, Keepass déchiffre toutes les données en mémoire, calcule la nouvelle clef et rechiffre l’intégralité des données. Même si vous gérez une centaine de mots de passe, c’est quelque chose qui se fait rapidement sans avoir besoin de vous faire patienter longtemps.

Bitwarden utilise lui une clef intermédiaire totalement aléatoire appelée clef de chiffrement. C’est cette clef qui sert en réalité à chiffrer et déchiffrer les données stockées. Elle est elle-même chiffrée, à partir de la clef maîtresse, et stockée à côté des données.

On a donc un mot de passe maître qui sert à calculer une clef maîtresse. La clef maîtresse sert à déchiffrer la clef de chiffrement. La clef de chiffrement sert à chiffrer et déchiffrer les données sur le disque.

Lorsqu’on veut changer de mot de passe il suffit de chiffrer la clef de chiffrement avec la nouvelle clef maitresse. Il n’y a pas besoin de rechiffrer chaque donnée (vu que la clef de chiffrement ne change pas, elle).

L’avantage n’est pas tant dans le temps gagné (peu significatif) mais dans la résistance aux accès concurrents : On peut avoir plusieurs clients qui lisent et écrivent en parallèle des données différentes dans le même trousseau sans crainte que l’un d’eux n’utilise encore une ancienne clef de chiffrement et envoie des données illisibles par les autres.

Et justement, et si je partage ?

Avec ce qu’on a vu jusqu’à présent, si je partage des mots de passe je dois aussi partager la clef de chiffrement utilisée.

Bitwarden permet de partager des mots de passe à un groupe de plusieurs personnes (appelé « organisation »). Au lieu d’être chiffrés avec ma clef de chiffrement personnelle, ces mots de passe sont chiffrés avec une clef de chiffrement dédiée à l’organisation.

Le gros enjeu n’est pas dans le chiffrement mais dans comment transmettre cette clef d’organisation à chaque utilisateur de l’organisation.

Il faut un moyen pour que l’administrateur de l’organisation chiffre la clef d’organisation, me l’envoie sur le serveur d’une façon que seul moi puisse la relire.

Jusqu’à maintenant c’est impossible parce que nous utilisons des clefs symétriques. C’est la même clef qui sert au chiffrement et au déchiffrement. Si l’administrateur pouvait chiffrer avec ma clef, il pourrait aussi déchiffrer tous mes mots de passes personnels et ça c’est inacceptable.

C’est donc ici qu’on reparle des clefs asymétriques RSA. Chacun a une clef publique (diffusée à tout le monde) et une clef privée (garder secrète par chaque utilisateur). La clef publique sert à chiffrer. La clef privée sert à déchiffrer. Tout le monde est donc capable de chiffrer quelque chose avec ma clef publique, mais seul moi pourrait le déchiffrer.

La clef RSA fait 2048 bits mais ne vous laissez pas impressionner, ces 2048 bits sont en fait moins robustes que les 256 bits d’AES.

L’administrateur de l’organisation récupère ma clef publique, chiffre la clef d’organisation à l’aide de ma clef publique, et envoie ça sur le serveur. Quand je voudrais chiffrer ou déchiffrer quelque chose dans l’organisation, je récupère la clef d’organisation chiffrée avec ma clef publique, je la déchiffre avec ma clef privée, et je m’en sers dans mes opérations de chiffrement.

Ok, mais il va me falloir sécuriser ma clef privée. On a déjà les outils pour ça, il suffit de la chiffrer ! Bitwarden la chiffre donc avec la clef de chiffrement, celle dont on a déjà parlé plus haut.

On a donc un mot de passe maître qui sert à calculer une clef maîtresse. La clef maîtresse sert à déchiffrer la clef de chiffrement. La clef de chiffrement sert à déchiffrer ma clef RSA privée. La clef RSA privée sert à déchiffrer la clef d’organisation. La clef d’organisation sert à chiffrer et déchiffrer les données.

Pfiou! Ça semble long et complexe mais tout utilise toujours le même principe et la plupart de ces opérations ne servent qu’à l’initialisation logiciel quand vous le déverrouillez.

Rappelez-vous, votre clef de chiffrement ne change pas quand vous changez votre mot de passe. Pas besoin donc de changer ou rechiffrer vos clefs RSA non plus.

Et Cozy Pass alors ?

Aujourd'hui, une nouvelle application est disponible dans Cozy : Cozy Pass, un gestionnaire de mots de passe intégré.

Pour Cozy Pass, nous avons préféré repartir de protocoles établis plutôt que de réinventer la roue. C'est une garantie de sécurité pour vous. Nous croyons aussi dans le logiciel libre et sommes ravis d'y contribuer en remontant nos corrections.

Pour ces raisons nous avons choisi de nous baser sur le protocole ouvert de Bitwarden, en réimplémentant une partie du logiciel et en adaptant d'autres. Tout ce qui est expliqué plus haut s'applique donc parfaitement au gestionnaire de mots de passe embarqué dans votre Cozy.

Articles, liens et ressources