OTP#

Dans les algorithmes de chiffrement par flot (ou chiffrement en continu), nous utilisons des OTP, des One Time Pad, ou masques jetables (One time) en français.

Dans la pratique, un OTP se présente sous la forme d’une suite d’octets générée pour la plupart des cas à l’aide d’un générateur pseudo-aléatoire.

La technique la plus courante est d’appliquer un XOR (ou exclusif) entre l’OTP et le texte clair, le texte pouvant être infini puisque l’OTP est, par définition du chiffrement par flot, infini.

L’avantage de l’utilisation d’un OTP avec un générateur robuste est que l’on a aucun moyen de deviner l’OTP utilisé, en théorie.

Nous allons voir qu’en pratique, des erreurs mineures peuvent mener à la compromission de ce système de chiffrement.

Exemple de génération et d’utilisation d’un OTP#

 import random

 message = input()

 OTP = [random.randrange(0, 256) for i in range(len(message))]

 chiffre = "".join([chr(OTP[i] ^ ord(message[i])) for i in range(len(OTP))])
 dechiffre = "".join([chr(OTP[i] ^ ord(chiffre[i])) for i in range(len(OTP))])

 print("Message :", message)
 print("Message chiffré :", chiffre)
 print("Message déchiffré :", dechiffre)

Dans ce programme, nous pouvons voir que le message demandé sur l’entrée standard va être chiffrée à l’aide d’une suite d’entiers compris entre 0 et 255 bornes incluses, c’est-à-dire toutes les valeurs possibles d’un octet.

L’opération OU exclusif étant reflexive, le déchiffrement consiste à chiffrer le chiffré pour obtenir de nouveau le message initial.

La robustesse d’un tel OTP dépend grandement de celle du générateur pseudo-aléatoire utilisé pour sa génération. Ici, nous utilisons le module random de python, qui n’est pas très robuste bien que pratique.

Je vous conseille à ce sujet d’aller consulter le github suivant qui propose une méthode de prédiction du module random inclus dans python : randcrack par tna0y

Faille : Oubli de valeurs#

Dans le programme précédent, nous avons pu voir que les octets constituant l’OTP pouvaient prendre toutes les valeurs possibles d’un octet.

Il existe des cas ou des valeurs sont oubliées. par valeurs oubliées, on entend que les octets de l’OTP prennent des valeurs dans un intervalle plus petit que [0, 255].

Dans le cas ou nous aurions moins de 256 valeurs possibles pour les octets de l’OTP, la situation est la même pour le message chiffré.

Exemple d’oubli de valeur#

Nous avons l’octet 0x05, l’intervalle des valeurs prises par les octets de l’OTP est [0, 254], il manque 255.

Cela signifie que l’octet chiffré pourra prendre toutes les valeurs dans l’intervalle [0, 255] sauf XOR(0x05, 255) = 250.

Nous pouvons alors retrouver le message clair à partir d’un échantillon assez grand de messages chiffrés.

En effet, si nous connaissons la valeur oubliée et que nous avons en notre possession un échantillon assez grand de messages chiffrés (même message clair mais OTP regénéré à chaque chiffrement sinon cela sera inutile), nous pouvons éliminer toutes les valeurs possibles de l’octet chiffré.

Une fois qu’il ne reste plus qu’une valeur, 250 en l’occurence, il suffit de faire un XOR entre cette valeur et la valeur oubliée à savoir 255 : XOR(250, 255) = 5.

On voit donc qu’on peut obtenir la totalité d’un message plus long par un procédé similaire. Malheureusement, cette méthode requiert l’utilisation de la force brute, ce qui la rend non faisable dans un contexte où nous aurions le droit à trop peu de requête à un service par exemple.

De plus, nous ne pouvons pas estimer la taille nécessaire de l’échantillon, car une valeur pourrait apparaître en deux essais, ou ne pourrait pas apparaître en 1 million.

Il est important de faire attention à de telles failles à côté de laquelle nous pourrions facilement passer lors du développement d’une application.