Analyse forensique de la mémoire des cartes à puce

par Thomas Gougeon

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Christophe Rosenberger et de Gildas Avoine.

Soutenue le 04-10-2017

à Normandie , dans le cadre de École doctorale mathématiques, information et ingénierie des systèmes (Caen) , en partenariat avec Université de Caen Normandie (1971-....) (établissement de préparation) et de Groupe de recherche en informatique, image, automatique et instrumentation de Caen (1995-....) (laboratoire) .

Le président du jury était Pierre Paradinas.

Le jury était composé de Christophe Rosenberger, Gildas Avoine, Hervé Debar, Vincent Nicomette, Aurélien Francillon, Morgan Barbier, Patrick Lacharme.

mots clés

• Forensique informatique
• Cartes à puce
• Vie privée
• Cartes à mémoire
• Vie privée

Résumé

Dans notre monde toujours plus connecté, les cartes à puce sont impliquées quotidiennementdans nos activités, que ce soit pour le paiement, le transport, le contrôle d’accès ou encore la santé.Ces cartes contiennent des informations personnelles liées aux faits et gestes de leur possesseur.Le besoin d’interpréter les données contenues dans les mémoires de ces cartes n’a jamais été aussiimportant. Cependant, sans les spécifications de l’application, il est difficile de connaître quellesinformations sont stockées dans la carte, leur emplacement précis, ou encore l’encodage utilisé.L’objectif de cette thèse est de proposer une méthode qui retrouve les informations stockéesdans les mémoires non volatile des cartes à puce. Ces informations peuvent être des dates (e.g.,date de naissance, date d’un événement) ou des informations textuelles (e.g., nom, adresse). Pourretrouver ces informations, un décodage exhaustif des données à l’aide de différentes fonctions dedécodage est possible. Malheureusement, cette technique génère de nombreux faux positifs. Unfaux positif apparaı̂t lorsqu’une fonction de décodage est appliquée sur des données qui ont étéencodées avec une fonction différente. Cette thèse s’appuie alors sur trois contributions exploitantles spécificités des cartes à puce pour éliminer ces faux positifs. La première contribution identifie lesobjets cryptographiques dans les mémoires non volatiles des cartes à puce afin de ne pas effectuer ledécodage sur ces données. Les deux autres contributions retrouvent respectivement des informationstextuelles et des dates dans ces mémoires. Afin de valider ces méthodes, elles sont chacune appliquéessur 371 mémoires de cartes à puce de la vie réelle.

mots clés

• Digital forensics
• Smart cards
• Privacy

Titre traduit

Memory carving of smart cards memories

Résumé

In our increasingly connected world, smart cards are involved in any everyday activity, and theygather and record plenty of personal data. The need to interpret the raw data of smart card memoryhas never been stronger. However, without the knowledge of the specifications, it is difficult toretrieve what are the information stored, their location, and the encoding used to store them.The objective of this thesis is to propose a method retrieving the stored information in thenon-volatile memory of smart cards. This information include dates (e.g., birth date or event date)and textual information (e.g., name, address). In order to retrieve these information, it is possibleto perform an exhaustive decoding of the data with several decoding functions. Unfortunately,this technique generates a lot of false positives. Indeed, a false positive occurs when a decodingfunction is applied to data that have been encoded with another function. This thesis proposesthree contributions exploiting smart cards specificities to eliminate the false positives. The firstcontribution identifies cryptographic material in these non-volatile memories in order to preventthe false positives generated by the decoding of these cryptographic objects. The two otherscontributions retrieve respectively textual information and dates in these memories. In order tovalidate these methods, they are applied on 371 memory dumps of real-life smart cards.