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Sécurité des réseaux

Code UE : RSX112-PAC

Cours
6 crédits

Responsable(s)

Nicolas PIOCH

Public et conditions d'accès

Ce cours s'appuie sur des connaissances de base en programmation, en systèmes informatiques et en réseaux. Pour s'inscrire les élèves doivent posséder un niveau de connaissances correspondant à la réussite des deux premières années de licence L1 et L2, du DUT informatique ou du diplôme d’établissement Analyste programmeur/Technicien développeur (DPCT) Cnam.
Il est conseillé de suivre ou d'avoir suivi l'unité d'enseignement NFA009, UTC505 ou RSX101.

Objectifs pédagogiques

Ce cours présente les principaux aspects de la sécurité des réseaux. Il présente les problèmes généraux de sécurité (confidentialité, intégrité, disponibilité, authentification et contrôle d’accès, non-répudiation), les solutions-types connues pour ces problèmes et leur mise en œuvre dans l'architecture Internet.

Compétences visées

Comprendre les problématiques de sécurité.
Gérer les risques liés aux technologies de l’information.
Déployer les solutions techniques adaptées en fonction des contraintes de confidentialité, d’intégrité et de disponibilité des applications en entreprise.

Mots-clés

0) Introduction à la sécurité et à la gestion des risques informatiques (normes ISO 27000)
1) Primitives cryptographiques :

Générateurs de nombres aléatoires cryptographiquement forts
Approches historiques : codage, stéganographie, chiffrement
Principe de Kerckhoffs
Taxinomie des techniques de cryptanalyse. Exemple d’attaque sur la carte à puce via l’horloge.
Indice de coïncidence de Friedman
Algorithmes historiques : César, Vigenère, Playfair, ADFGVX, Enigma.
Sécurité inconditionnelle de l’algorithme du masque jetable (chiffre de Vernam)
Théorie de l’information de Shannon et conséquences sur la sécurité des algorithmes
Théorie de la complexité de Turing, et notion de sécurité calculatoire. Problèmes NP-complets.
Sécurité sémantique, indistinguabilité des cryptogrammes et non-malléabilité
Chiffres symétriques : en continu (A5/1, RC4, ChaCha20), par blocs (DES, AES) et leurs modes opératoires (ECB, CBC, CTR)
Intégrité et codes d’authentification de messages (MACs)
Mise à niveau arithmétique : relation de congruence modulo n, division euclidienne, PGCD, PPCM, algorithme d’Euclide, relation de Bézout, théorème des restes chinois, indicatrice d’Euler
Cryptographie à clé publique : sac-à-dos, RSA, bourrage OAEP, Diffie-Hellman, courbes elliptiques. Non-répudiation et signatures digitales.
Fonctions de hachage cryptographique : attaque des anniversaires, constructions de Merkle-Damgård (MD5, SHA1 et 2), construction HMAC RFC2104, fonctions éponge (SHA3).
Infrastructures de gestion de clés : certificats X.509 v3, autorités de certification, déploiement en double paire de clés et séquestre de clés privées, révocation (CRL, OCSP RFC6960).
TP consistant à déployer une autorité de certification, activer le chiffrement sur un serveur web (HTTPS) et sur le courrier électronique (S/MIME).
Applications de la théorie quantique et conséquences sur la sécurité des cryptosystèmes : algorithmes de Shor et de Grover.

2) Contrôle d’accès et sécurité de l’information :

Authentification : par mot de passe (techniques de stockage : hachage et sel), biométrie (empreintes digitales, reconnaissance de l’iris), et par objet transporté (jeton, carte à puce…). Authentification forte à plusieurs facteurs.
Autorisation : contrôle d’accès par liste (ACL) ou capacité.
Modèles de sécurité hiérarchiques (Bell-LaPadula, Biba…) et à compartiments. Exemples avec SELinux et Windows 10. Politiques discrétionnaires et obligatoires.
Classification CIA (FIPS 199, ISO 27000) : échelle d’impact et mesures de sécurité
Contrôle d’accès à base de rôles. Principe de séparation des tâches et du moindre privilège.
Gestion des comptes génériques et des accès privilégiés
Canaux cachés : exemple avec Covert_TCP
Contrôle d’inférence dans les bases de données statistiques

3) Disponibilité et sûreté de fonctionnement :

Défaillances, MTBF et MTTR.
Norme ANSI/TIA-942 et niveaux de disponibilité d’un DataCenter
Disponibilité des serveurs
Fiabilisation et virtualisation du stockage local : RAID, gestion des volumes logiques
Centralisation et optimisation du stockage : réseaux SAN (Storage Area Networks), protocoles SCSI, Fibre Channel, storage tiering, thin provisioning, over-subscription et thin persistence. Déduplication niveau bloc. World-Wide Names, Zoning FC et LUN masking. SAN fabrics, chemins multiples et ALUA. Évolutions FCoE et iSCSI.
Redondance réseau en couche liaison : LACP IEEE 802.3ad, extensions multi-commutateurs (virtual PortChannels) ou mode actif/passif. Gestion des boucles en présence de VLANs avec Multiple Spanning Tree 802.1q
Temps de rétablissement (RTO)
Haute disponibilité : cluster physiques HA et virtualisation des serveurs (‘compute’) : impact sur les licences
Plan de reprise et de continuité d’activité : perte de données maximale admissible (RPO)
Réplication des données entre SAN, synchrone (réseaux métropolitains) ou asynchrone
VLANs étendus entre DataCenters, virtualisation réseau (VXLAN) et Overlay Transport Virtualisation

4) Protocoles de sécurité

Primitives élémentaires des protocoles d’authentification : Challenge/Response, nonces, authentification mutuelle, confidentialité future, estampilles temporelles
Authentification basée sur le protocole TCP et attaque par prédiction des numéros de séquence. Exemple avec le protocole de courrier électronique (SMTP).
Protocoles de preuve à divulgation nulle de connaissance : transcription, simulateur. Exemples avec les isomorphismes de graphes, les circuits hamiltoniens et le protocole Feige-Fiat-Shamir. Parallélisation des itérations.
Sécurité en couche transport : Secure Sockets Layer/Transport Layer Security (SSL/TLS)
Sécurité en couche réseau : IPsec: IKE, AH/ESP
Sécurité en couche applicative : Kerberos (Active Directory): KDC, tickets maîtres (TGT) et ressources.
Sécurité en couche liaison : architecture du GSM. Itinérance, authentification et confidentialité. Evolutions 3G/4G.

Bruce Schneier : 'Cryptographie appliquée' , Thomson Publishing, Paris 1995
Bruno Martin : 'Codage, cryptologie et applications', Presses polytechniques et universitaires romandes 2004
Niels Ferguson , Bruce Schneier : 'Cryptographie en pratique', Wiley 2003, Vuibert 2004
Stéphane Natkin : 'Les protocoles de sécurité de l'Internet', Dunod, 2002
Ross Anderson : 'Security Engineering', 2d Edition, Wiley, 2008
Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot et Scott A. Vanstone : 'Handbook of applied cryptography', CRC Press, 2001

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants

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Intitulé de la formation	Type	Modalité(s)	Lieu(x)
Intitulé de la formation Architecte infrastructure Réseaux et Systèmes	Type RNCP - Titre professionnel	Lieu(x) À la carte	Lieu(x) Auvergne - Rhône-Alpes, Bretagne, Centre - Val de Loire, Etranger, Grand-Est, Hauts-de-France, Ile-de-France, Nouvelle-Aquitaine, Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur	Entrée Niveau III (bac+2)
Intitulé de la formation Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique Parcours Informatique, réseaux, systèmes et multimédia	Type Diplôme d'ingénieur	Lieu(x) À la carte	Lieu(x) Auvergne - Rhône-Alpes, Bretagne, Centre - Val de Loire, Etranger, Hauts-de-France, Ile-de-France, Ile-de-France, Normandie, Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Occitanie, Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur	Entrée Niveau III (bac+2)
Intitulé de la formation Certificat de compétence Administrateurs de machines en réseaux	Type Certificat d'établissement	Lieu(x) À la carte	Lieu(x) Auvergne - Rhône-Alpes, Bretagne, Centre - Val de Loire, Hauts-de-France, Ile-de-France, Ile-de-France, Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur	Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Certificat de compétence Administrateurs de machines en réseaux	Type Certificat d'établissement	Lieu(x) Package	Lieu(x) Normandie	Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Certificat de compétence Analyste en cybersécurité	Type Certificat d'établissement	Lieu(x) Package	Lieu(x) Normandie	Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Certificat de compétence Analyste en cybersécurité	Type Certificat d'établissement	Lieu(x) À la carte	Lieu(x) Auvergne - Rhône-Alpes, Bretagne, Centre - Val de Loire, Grand-Est, Ile-de-France, Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Pays de la Loire	Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Diplôme d'ingénieur Spécialité Télécommunications et réseaux (TR)	Type Diplôme d'ingénieur	Lieu(x) À la carte	Lieu(x) Auvergne - Rhône-Alpes, Bretagne, Ile-de-France	Entrée Niveau III (bac+2)
Intitulé de la formation Diplôme d'établissement Responsable opérationnel en télécommunications et réseaux	Type Diplôme d'établissement	Lieu(x) À la carte	Lieu(x) Auvergne - Rhône-Alpes, Bretagne, Ile-de-France	Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Master Systèmes de télécommunications mobiles	Type Diplôme national (LMD-DUT-diplôme d'Etat)	Lieu(x) À la carte	Lieu(x) Ile-de-France	Entrée Niveau II (bac+3 bac+4)
Intitulé de la formation	Type	Modalité(s)	Lieu(x)