En 1995, SHA-1 (Secure Hash Algorithm), l’algorithme de hachage cryptographique conçu par la NSA, a été publié par le gouvernement des États-Unis comme standard fédéral de traitement de l'information. SHA-1 venait remplacer SHA-0 qui a été rapidement mis de côté par le NIST (Institut national des normes et de la technologie, une agence du département du Commerce des États-Unis) pour des raisons de sécurité insuffisante.Néanmoins, avec les années, SHA-1 n’a plus été considéré comme sûr face à des adversaires disposant de moyens importants, c’est ce qu’ont suggéré des cryptanalystes qui se sont penchés sur des attaques théoriques. Aussi, l’institut américain des standards avait déclaré SHA-1 obsolète en 2011. Il n’en a pas fallu beaucoup plus aux principaux navigateurs pour se décider à déprécier cet algorithme : Microsoft, Google et Mozilla ont annoncé la fin du support de SHA-1 sur leurs produits respectifs.
En 2017, une équipe composée de chercheurs issus du Centrum Wiskunde et Informatica (CWI, Pays-Bas) et de Google a annoncé avoir mis au point une méthode pour briser l'algorithme SHA-1 qui a longtemps été utilisé pour vérifier l'authenticité des documents numériques. Dans le cadre de la rédaction détaillée de leur réalisation, les chercheurs ont également publié deux fichiers PDF comme preuve de la collision réalisée, les deux fichiers ayant des hachages SHA-1 identiques, mais affichant des contenus différents.
L’une des propriétés des fonctions cryptographiques est le fait qu’elles sont unidirectionnelles ; en clair, il n’est pas possible de retrouver la chaîne originelle à partir du hash. Une seconde est que, théoriquement, deux chaînes de caractères différentes donneront systématiquement deux hash différents. C’est cette théorie que les chercheurs sont parvenus à démentir.
Google explique qu’une collision se produit lorsque deux morceaux de données distinctes (un document, un binaire ou un certificat de site Web) figurent dans la même signature (voir le schéma ci-dessous). Comme expliqué plus haut, les collisions ne devraient jamais se produire pour des fonctions de hachage sécurisées. Cependant, si l'algorithme de hachage a quelques défauts, comme SHA-1, un attaquant bien équipé peut créer une collision. L'attaquant pourrait alors utiliser cette collision pour tromper les systèmes qui s'appuient sur les hachages et leur faire accepter un fichier malveillant à la place de son équivalent bénin. Par exemple, deux contrats d'assurance avec des termes radicalement différents. Les attaquants pourraient également créer une mise à jour logicielle frauduleuse, qui serait acceptée et exécutée par un mécanisme de mise à jour qui valide les mises à jour en vérifiant les signatures numériques.
Trois ans plus tard, une équipe de chercheurs a révélé une attaque encore plus forte que la première. La nouvelle collision offre aux attaquants plus d'options et de flexibilité que celles disponibles avec la technique précédente. Elle permet de créer des clés de chiffrement PGP qui, lorsqu'elles sont signées numériquement à l'aide de l'algorithme SHA-1, usurpent l'identité d'une cible choisie. Plus généralement, elle produit le même hachage pour deux ou plusieurs entrées choisies par l'attaquant en ajoutant des données à chacune d'entre elles. L'attaque dévoilée mardi ne coûte également que 45 000 $ pour être menée à bien. L'attaque révélée en 2017, en revanche, n'a pas permis de falsifier des préfixes prédéterminés de documents spécifiques et a été évaluée à un coût de 110 000 $ à 560 000 $ sur la plateforme de services Web d'Amazon, selon la rapidité avec laquelle les adversaires voulaient l'exécuter.
La nouvelle attaque est importante. Bien que SHA-1 ait été progressivement abandonné au cours des cinq dernières années, il est loin d'être totalement obsolète. Il s'agit toujours de la fonction de hachage par défaut pour certifier les clés PGP dans la branche héritée de la version 1.4 de GnuPG, le successeur open source de l'application PGP pour chiffrer les e-mails et les fichiers. Ces signatures générées par SHA1 ont été acceptées par la branche GnuPG moderne jusqu'à récemment, et n'ont été rejetées qu'après que les chercheurs à l'origine de la nouvelle collision eurent communiqué leurs résultats en privé.
Et l'équipe d'expliquer que : « Nous avons calculé la toute première collision avec préfixe choisi pour SHA-1. En résumé, cela signifie une interruption complète et pratique de la fonction de hachage SHA-1, avec des implications pratiques dangereuses si vous utilisez toujours cette fonction de hachage. Pour le dire autrement: toutes les attaques pratiques sur MD5 le sont désormais également sur SHA-1. Nous avons considérablement amélioré la complexité des attaques SHA-1, avec un facteur d'accélération d'environ 10 ».
Qu'est-ce qu'une collision à préfixe choisi ?
Une collision classique (ou collision à préfixe identique) pour une fonction de hachage H est simplement deux messages M et M’ qui conduisent à la même sortie de hachage: H (M) = H (M’). Même si cette notion de sécurité est fondamentale en cryptographie, l'exploitation d'une collision classique pour les attaques est difficile en pratique.
Une collision à préfixe choisi est un type de collision plus contraint (et beaucoup plus difficile à obtenir), où deux préfixes de message P et P' sont d'abord donnés comme défi à l'adversaire, et son objectif est alors de calculer deux messages M et M' tel que H (P || M) = H (P' || M'), où || désigne la concaténation.
Avec une telle capacité, l'attaquant peut obtenir une collision même si les préfixes peuvent être choisis arbitrairement (et donc contenir potentiellement des informations significatives). Cela est particulièrement important lorsque la fonction de hachage est utilisée dans un schéma de signature numérique, l'une des utilisations les plus courantes d'une fonction de hachage.
Dans un article présenté au Real World Crypto Symposium de cette semaine à New York, les chercheurs ont averti que même si l'utilisation de SHA-1 est faible ou utilisée uniquement pour la compatibilité descendante, cela va laisser les utilisateurs vulnérables aux attaques potentielles. Les chercheurs ont déclaré que leurs résultats soulignaient l'importance d'éliminer complètement SHA1 dans les plus brefs délais.
« Ce travail montre définitivement que SHA-1 ne doit pas être utilisé dans un protocole de sécurité où une sorte de résistance aux collisions est à attendre de la fonction de hachage », ont prévenu les chercheurs. « L'utilisation continue de SHA1 pour les certificats ou pour l'authentification des messages de négociation en TLS ou SSH est dangereuse et il existe un risque concret d'abus par un adversaire bien motivé. SHA-1 est cassé depuis 2004, mais il est toujours utilisé dans de nombreux systèmes de sécurité ; nous conseillons vivement aux utilisateurs de supprimer le support SHA1 pour éviter les attaques ».
Source : équipe de chercheurs, article technique
Voir aussi :
Les mises à jour de Windows 7 et Server 2008 vont nécessiter le support de SHA-2 à partir de juillet 2019, l'algorithme SHA-1 étant devenu moins sûr Intel obtient un brevet pour un procédé de minage plus économe en énergie basé sur des ASIC écoénergétiques et l'algorithme de hachage SHA-256 Adam Langley : « SHA-3 n'apporte pas grand-chose par rapport à SHA-2, on pourrait s'en passer », la team Keccak répond à l'ingénieur de Google 
