Sécuriser une API avec HMAC

En plein développement du projet que je présenterai avec le Cii à l’ImagineCup, nous devons exposer une API à nos clients mobiles et desktop. En effet, à l’heure actuelle, un site internet ça ne suffit plus pour accompagner un client dans ses achats, et c’est ce que nous voulons faire. Certes, nous avons un site web, respectant les règles du Responsive Design, mais nous voulons utiliser au maximum les outils mis à disposition par Windows 8.1 pour accompagner la recherche pré-achat (contrats de partage, accès hors ligne, puissance de calcul déportée en local…) et les possibilités des smartphones actuels (localisation, notifications, hub social, capteur photo, accessibilité au touché…).

Nous exposons donc une API à notre public : nos partenaires comme les clients. Certaines données sont ouvertes car elles peuvent être obtenues de manière ouverte chez d’autres fournisseurs. Par contre il faut pouvoir authentifier nos clients…

L’authentification, c’est un peu plus complexe que prévu quand on parle d’API. Utiliser un jeton de session, c’est s’assurer ce qu’on appelle une « side attack », autrement dit, quelqu’un qui sniff le réseau en attente du cookie de session, le prend et se fait passer pour nous avec ce cookie. Comme il nous est impossible d’utiliser de jeton CSRF avec une API, ça complique tout.

Deux grandes solutions s’offrent à nous :

  • Implémenter OAuth 2.0
  • Utiliser une authentification par HMAC

OAuth2.0 c’est bien, mais ça a un coût : il faut un fournisseur d’identité complet et surtout c’est plus lent. Notre choix est donc d’utiliser HMAC.

Le fonctionnement

 

Le but est ici de transmettre au serveur de manière totalement chiffré un couple clef publique/clef privée. Le chiffrement se fait par la méthode HMAC.

Figure 1Formulation de HMAC

h est ici la fonction de hashage (SHA-1, SHA-256…), K est la clé privée, m est dans notre cas la clef publique ainsi que d’autres informations utiles pour sécuriser l’envoie. Opad et ipad sont des constantes internes à la fonction HMAC.

La clef privée est une chaîne de caractère aléatoire qui est connue du client et du serveur seuls. Cette clef ne doit pas être envoyée sur le réseau sauf à envisager un échange plus complexe de type zero knowledge.

La clef publique est une clef qui est utilisée pour déterminer la personne qui demande l’authentification. Elle ne permet pas de l’authentifier en soit.

  1. Côté client : On calcule le Hashmac(clef privée, clef publique). HASHMACSHA256 ou HASHMACSHA512 sont conseillés.
  2. Côté client : On insère la clef publique et le hashmac dans l’url sous forme de paramètre GET ou bien on glisse ça dans une entête http étendue.
  3. Côté client : On insère les données demandées par le programme.
  4. Côté serveur : On récupère la clef publique et on regarde si elle correspond à un utilisateur et que cet utilisateur a le droit d’accéder aux données. Sinon 401 :UnAuthorized
  5. Côté serveur : On calcule le Hashmac(clef privée, clef publique) avec le même algorithme que le client. On compare le hashmac fournie par le client et celle calculée. Si elles ne sont pas identiques => 401 Unauthorized
  6. Côté serveur : On exécute la requête envoyée et on renvoie les données, si possible de manière cryptées.

Le problème réside donc dans la clef privée : comment la rendre privée ?

Dans le cas de Amazon, c’est assez simple, quand on inscrit un compte développeur, ils nous donne cette clef et nous disent de ne pas la compromettre. Mais dans le cas d’une application mobile ?

On ne peut pas demander à nos utilisateur d’entrer une suite indescriptible de chiffres et de lettres par pure plaisir, non ?

Et puis comment on gère le fait qu’il y a une clef privée par personne ? Impossible.

Un moyen est simplement de compiler la clef privée avec l’application et de la changer régulièrement, à chaque mise à jour de l’application par exemple. C’est relativement sécurisé mais ça n’empêchera pas les utilisateurs dont le téléphone est rooté de tenter de décompiler le programme et d’en extraire la clef privée et la manière dont vous hashez le tout.

A partir d’un moment il semble donc que OAuth soit nécessaire mais pour la plupart des utilisations, HMAC semble être un très bon compromis entre facilité de développement, sécurité, et rapidité d’exécution.

 

Les failles qu’il faut combler

 

Les attaque par « replay »

 

Ces attaques se servent d’une fonctionnalité qui est souvent souhaitable pour les API destinées à la mobilité : la possibilité de retenter la requête plusieurs fois.

L’attaquant observe le réseau et prend votre signature ainsi que la clef publique puis lance une flopée de requêtes qui ne sont pas celles que vous désiriez lancer. Quand l’utilisateur a un accès restreint, ça va, mais quand c’est un utilisateur à haut niveau de privilège, je vous laisse imaginer le désastre.

La première idée sera donc marquer temporellement la clef publique pour que sa validité ne soit bonne que durant un temps donné, une, deux, dix minutes par exemple.

Les attaques par replay sont toujours possibles, mais elles offrent moins de temps.

Une seconde idée est de fournir dans la clef publique un jeton unique qui identifiera la requête. Cet identifiant est simplement un compteur de requêtes.

Lorsque vous envoyez votre requête, vous incluez le jeton dans la clef publique et l’incrémentez aussi bien côté client que côté serveur. Lorsque l’attaquant voudra récupérer la hashmac de la première requête celle-ci ne sera plus valide. En effet si le serveur a renvoyé une réponse à cette requête alors il s’attend au jeton suivant et non plus à celui qui a permis de générer la signature usurpée.

Les attaques par changement de méthode.

 

Dans le cas d’un homme dans le milieu, ce dernier tentera d’utiliser l’authentification de l’utilisateur pour envoyer un POST/DELETE/PUT alors que la requête de départ est un GET par exemple. Cela peut générer des gros problèmes, surtout quand, par exemple, le routeur de ASP.NET MVC se base sur les méthodes pour désigner quelle action exécutée.

La parade est ici très simple : on inclut la méthode dans la signature. Ainsi si l’attaquant usurpe votre signature, il ne peut pas usurper votre demande.

L’URI de base doit être, dans ce modèle elle aussi ajoutée à la signature.

 

Et bien d’autres encore… Il est aussi toujours nécessaire d’utiliser une connexion HTTPS pour transmettre les données de manière cryptée !

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *