Les distance-bounding protocols qui pourraient être traduit par protocoles délimiteurs de distance. qui pourraient être traduits par protocoles délimiteurs de distance, sont des protocoles de sécurité qui permettent à un vérificateur de s'assurer qu'un prouveur se trouve à une distance bornée et définie de lui-même. Leur but est d'améliorer les mécanismes d'authentification traditionnels, de fournir une garantie supplémentaire tel un indicateur de distance pour le routage sécurisé des réseaux ad-hoc. Ces protocoles permettent entre autres de se prémunir des attaques du type Man-In-The-MiddleTraduction : Attaque de l'homme du milieu. et de ses dérivés, en calculant la distance entre et . Cette distance est obtenue en multipliant la vitesse d'une onde électromagnétique par le temps que met à envoyer un message à .

Un des cas d'application serait la solution de sécurisation apportée aux systèmes d'ouverture et de démarrage sans clé (PKESAcronyme : Passive Keyless Entry and Start. Pourrait être traduit par : Clé d'Ouverture et Démarrage Passive.) des automobiles modernes. La méthode consiste à s'assurer que la clé utilisant le protocole RFIDAcronyme : Radio Frequency IDentification. Traduction : Radio-identification. se situe physiquement à une distance proche du véhicule ou du système de démarrage.

Ces protocoles sont issus des travaux réalisés par Stefan Brands et David Chaum en 1993 puis par Hancke et Kuhn en 2005.

Principes dans les protocoles délimiteurs de distance thumb|right|upright=1|Principe des protocoles délimiteurs de distance L'authentification sur les réseaux conventionnels tels que l'Internet, est construit sur quelque chose que l'utilisateur sait (un mot de passe, etc.), quelque chose que l'utilisateur a (une carte d'accès, etc.) ou ce que l'utilisateur est (biométrie). Dans les réseaux sans fil, l'information de localisation peut être utilisée pour authentifier un périphérique ou un utilisateur.

Les protocoles délimiteurs de distance s’assurent qu’un vérificateur se trouve à une distance définie d’un prouveur . La distance est calculée en multipliant la vitesse d'une onde électromagnétique par le temps mis par à envoyer un message à . Leur but est d'améliorer les mécanismes d'authentification et de se protéger des attaques du type Man-In-The-Middle et de ses dérivés, celles-ci induisant un délai supplémentaire.

Ce qui a permis l'éclosion des protocoles délimiteurs de distance en 1993 est la capacité de l'électronique à gérer des temps de traitement de quelques nanosecondes.

Mesures de distance RTT et l'onde électromagnétique (Radio)

thumb|right|upright=1|Calcul du Round-Trip Time idéal thumb|right|upright=1|Calcul du Round-Trip Time réel Le Round-Trip Timeque l'on pourrait traduire par : Délai Aller-Retour. (RTT) représente le temps total que mettrait Alice à envoyer un message à Bob () additionné au temps que mettrait Bob à répondre à Alice (analogie avec le ping dans les réseaux IP où cette commande cherche entre autres, à mesurer le temps que met un paquet ICMP à effectuer l'aller-retour entre un point A et B). Il ne s'agit là que du modèle de calcul idéal, puisqu'il ne tient compte que des temps de propagation des messages. Pour être exact, il faut aussi additionner le temps de traitement du message pour avoir une mesure de RTT réelle.

Dans le vide, le rayonnement électromagnétique se déplace à la vitesse de . Cette vitesse, appelée vitesse de la lumière et notée c, est une constante physique fondamentale.

Maintenant, pour obtenir une distance, il faut associer le concept du RTT avec la vitesse d'une onde électromagnétique : (vitesse m/s) × (durée s)

Il en résulte qu'en une nanoseconde (), une onde électromagnétique ne parcourt pas plus de et correspond à une distance aller-retour.

La problématique liée à ce mécanisme de mesure du RTT, tient dans le fait que le temps de traitement de l'information n'est pas négligeable par rapport au temps de propagation de cette information, ce qui influera sensiblement sur la distance mesurée.

Le RTT est une solution très populaire pour le domaine des périphériques embarqués à bas coût.

RTT et les ultrasons Ce mécanisme est identique à l'onde électromagnétique, sauf que la référence utilisée est la vitesse du son dans l'air, soit .

Maintenant, pour obtenir une distance, il faut associer le concept du RTT avec la vitesse du son : (vitesse m/s) × (durée s)

Il en résulte qu'en une milliseconde (), une onde sonore ne parcourt pas plus de .

Le principal intérêt des ultrasons dans le cas du RTT, est que le temps de traitement de l'information devient négligeable face au temps de propagation. Par contre, l'inconvénient dans le cadre d'un protocole de sécurité, concerne les propriétés physiques du son, notamment sa vitesse qui varie en fonction des matériaux traversés (exemple : la vitesse du son dans l'acier est de soit 15 fois plus rapide que dans l'air).

GPS

Le GPSAcronyme : Global Positioning System. Traduction : Système de Positionnement Global. pourrait être le système le plus précis, mais l'atténuation du signal causé par les nuages ou les zones d'ombres (intérieur / extérieur, etc.) n'en font pas une solution fiable permanente. D'autres inconvénients apparaissent, comme le coût excessif de la solution pour des applications à bas coût tels que le RFID.

RSSI

Le RSSIAcronyme : Received Signal Strength Indication. Traduction : Indication de la Force du Signal Reçu., qui permet d'estimer une distance en fonction de la puissance reçue, n’apparaît pas assez fiable car un adversaire peut influer sur cette valeur. De plus, la puissance du signal peut fluctuer suivant le milieu (intérieur / extérieur).

Supports de communication Ultra Large Bande

L'ultra large bande ou UWB Acronyme : Ultra-wideband. Traduction : Ultra Large Bande. est une technique de modulation radio, basée sur la transmission d'impulsions de très courte durée, généralement de l’ordre de la nanoseconde, sur une très large bande. Elle offre la possibilité d'atteindre de très hauts débits et la très faible densité spectrale de puissance de ses signaux, proche du niveau du bruit, permet d'envisager la réutilisation des bandes de fréquences déjà allouées. L'UWB est adaptée aux transmissions sans fil de courte portée. Elle peut être utilisée en « simple bande » ou en « multi-bande », le multi-bande étant la bande complète divisée en sous-bande permettant la gestion multi-utilisateurs.

La technologie UWB a un fort potentiel pour les communications mobiles en intérieur, et est utile pour les transmissions de faible puissance et peu coûteuse à produire. Dans le cadre de l'implémentation des protocoles délimiteurs de distance sur un lien radio, elle peut fournir une synchronisation très précise entre le vérificateur et le prouveur .

Différentes techniques liées à l'UWB, existent : TH-UWB (Time Hopping) DS-UWB (Direct Sequence) etc.

Sécurité Échanges Défis / Réponses Le principe des défis / réponses décrit par Brands et Chaum ou par Hancke et Kuhn, consiste à échanger une série de bit sur un nombre d'échange entre le vérificateur et le prouveur .

Ces échanges sont définis par le bit de défi envoyé de vers et ayant pour valeur binaire 0 ou 1 :

Et par le bit de réponse envoyé de vers , ayant pour valeur binaire 0 ou 1 :

Dans le cas où un pirate tenterai de répondre à avant pour un défi / réponse, il aurait donc une chance sur deux, trois chances sur quatre ou plus de trouver la réponse, cette probabilité variant en fonction du protocole.

Maintenant, en tenant compte qu'il y a défis / réponses, la probabilité totale de réussite pour un pirate chutera à pour Brand et Chaum et à pour Hancke et Kuhn.

est défini comme le paramètre de sécurité pour les protocoles délimiteurs de distance.

Signature / intégrité Dans les protocoles délimiteurs de distance, la vérification d'intégrité est assurée par un mécanisme de signature de message utilisé pour réduire la probabilité de réussite d'un pirate.

Différents codes sont utilisés dans les protocoles existants tels que le MAC, HMAC et AES. Ces codes utilisent une clé de chiffrement souvent symétrique ou quelquefois asymétrique (clés publique/privé).

Commit et Nonce Il s'agit de termes utilisés dans le domaine de la cryptologie.

Le terme commit pourrait être traduit par mise en gage. On peut aussi voir le terme anglais . Cette notion est utilisée pour permettre par exemple à Bob de vérifier si Alice (c'est elle qui commit) connaît le secret détenu par Bob, sans que Bob puisse connaître ce secret.

Le terme nonce pourrait être traduit par usage unique définit une valeur construite de manière à être unique pour une session afin d'empêcher les attaques par rejeu.

Matériel de confiance Selon Dave Singelée et Bart Preneel, pour assurer une protection efficace contre les attaques mafia frauds et terrorist frauds, il faut utiliser du matériel de confiance.

Le matériel de confiance a les propriétés suivantes : Impossibilité de modifier le protocole Impossibilité de changer les valeurs

Types d'attaques thumb|right|upright=1|MITM & Attaque par relais

Actuellement, les protocoles délimiteurs de distance tentent de proposer des solutions de protection face aux attaques suivantes :

MITM L'attaque Man-In-The-Middle est une attaque où le pirate intercepte les communications entre 2 parties sans que ceux-ci s’en rendent compte. Il peut ainsi espionner les messages, on parle alors d’attaque passive, voire les altérer, les modifier ou les remplacer, on parle alors d’attaque active. Plusieurs attaques, comme la mafia fraud ou la terrorist fraud, sont une forme d’attaque Man-In-The-Middle.

Attaque par relais Dans l’attaque par relais, les pirates relayent les informations de l’émetteur au récepteur à leur insu. Elle peut être active ou passive.thumb|right|upright=1|Schéma des types d'attaques

Impersonation Fraud La fraude d'imitation ou d'usurpation d'identité est une attaque où un solitaire malhonnête se fait passer pour un autre.

Distance fraud Une fraude de distance est une attaque où un prouveur passe par un prouveur malhonnête et prétend être dans le voisinage du vérificateur .

Exemple : L'emprisonnement domestique est une mesure où une personne est enfermée par les autorités à résidence. La fraude de distance permet de tromper le contrôle électronique.

Terrorist fraud La fraude terroriste est une attaque où un prouveur malhonnête trompe un vérificateur via un complice situé dans sa zone.

Mafia fraud La fraude mafia ou que l'on pourrait traduire par : Attaque du Maître des échecs. est une attaque Man-In-The-Middle, pas nécessairement par relais, où le pirate a pour but de tromper le prouveur et le vérificateur , sur la distance réelle les séparant .

Early detection attacks Early detection attacksque l'on pourrait traduire par : Attaques sur les premières détections. sont des attaques qui tirent avantage du temps des premières détections pour tenter d'obtenir des informations.

Distance Hijacking La distance détournée est une attaque où un prouveur malhonnête trompe un vérificateur malgré l'utilisation de certains protocoles délimiteurs de distance.

Applications potentielles Étiquettes RFID et NFC

L’identification par radiofréquence permet d’identifier des objets sans contact physique ou visuel. L'identification repose sur l'utilisation de transpondeurs, également appelés tags ou étiquettes, qui peuvent être apposés ou incorporés aux objets. Elle est devenue une technologie incontournable aussi bien pour de l’identification (tri sélectif de déchets, remplacement des codes-barres, tatouage du bétail, etc.) que pour apporter de la sécurité grâce à de l’authentification, c’est-à-dire une identification prouvée dans le tag (badge d’accès à un immeuble, clef de démarrage d’une voiture, abonnement aux transports publics, etc.).