Des chercheurs en sécurité ont trouvé un moyen de pirater un Boeing 737 avec un appareil n’excédant pas la taille d’une pièce de monnaie. Le 737 est l’un des avions de ligne les plus utilisés au monde, vous avez probablement déjà volé au moins une fois dans celui-ci. L’attaque nécessite l’installation d’un petit appareil dans un port accessible via une trappe située à l’extérieur de l’avion.

D’après les chercheurs, l’accès à ce port est possible régulièrement non seulement pour les équipes de maintenance, mais également le personnel de l’aéroport et des compagnies aériennes. De plus, l’installation de cet appareil s’effectue en moins de 60 secondes. Précisons donc ce qu’est réellement ce petit appareil mystérieux, ce qu’il peut faire, pour se demander s’il est toujours possible de voler en toute sécurité à bord d’un Boeing 737.

Pourquoi le piratage d’un avion est-il plus difficile que celui d’une voiture ? Dans l’ensemble, nous nous sommes faits à l’idée que les ordinateurs et les téléphones que nous utilisons peuvent être piratés. Il s’agit probablement le thème le plus courant de ce blog.

Toutefois, nous avons également traité d’attaques contre des cibles moins courantes : voitures, robots de tonte, mélangeurs de cartes automatiques, vélos et même matelas. Dans le monde actuel, tous ces appareils (et bien d’autres) contiennent de minuscules (parfois pas si petits) ordinateurs. Les avions ne font pas exception.

Un avion de ligne moderne regorge d’ordinateurs, dont certains gèrent des fonctions critiques, allant du calcul des paramètres de décollage au contrôle du vol lui-même. Il existe cependant une différence essentielle : les fabricants d’avions de ligne, contrairement à la plupart des fabricants de gadgets pour maisons connectées, prennent la sécurité très au sérieux, ce qui rend l’accès à ces systèmes beaucoup plus difficile depuis l’extérieur. C’est peut-être précisément la raison pour laquelle l’idée de pirater un avion réel agite depuis des années les chercheurs en sécurité les plus curieux.

Une équipe de l’Université de Californie à San Diego et de l’Oberlin College (les chercheurs qui ont finalement relevé le défi) a passé plus d’une décennie à se confronter au problème. Comme mentionné ci-dessus, le principal problème pour pirater un avion réside dans le fait que ses systèmes critiques ne sont pas connectés au réseau Internet externe. Pour cette raison, l’étude des vecteurs d’attaque concernant les avions n’était pas considérée comme particulièrement prometteuse au sein de la communauté des chercheurs en cybersécurité : il est extrêmement difficile d’atteindre à distance des systèmes isolés, et la probabilité qu’un attaquant puisse y accéder physiquement était considérée comme très faible.

Deux autres projets couronnés de succès ont fait évoluer ce postulat pour les chercheurs de l’UC San, Diego Kirill Levchenko et Aaron Schulman : un piratage de la Chevrolet Impala et la recherche sur les skimmers de cartes de paiement. Le piratage de la voiture a amené leur équipe à se procurer des composants de Boeing 737 d’occasion et à construire son propre banc d’essai. Les recherches sur les skimmers leur ont donné l’idée d’un petit appareil physique pouvant se connecter directement aux systèmes internes de l’avion.

Après étude des schémas électriques du Boeing 737, les chercheurs ont découvert un port accessible de l’extérieur de l’avion, protégé seulement par une trappe non verrouillée. Ce port se connecte à une chaîne de données appelée bus ARINC 429, qui relie l’ordinateur de gestion de vol (FMC) de l’avion à son unité de commande et d’affichage multifonction (MCDU). Le port se trouve dans le compartiment abritant l’électronique, sous le cockpit.

À l’extérieur de l’avion, il est recouvert seulement par une trappe non verrouillée. Source Un « chauffeur de bus » aux commandes Sur leur banc d’essai, les chercheurs ont testé ce qu’il pourrait se passer s’ils se connectaient au bus ARINC 429 via ce port et envoyaient des signaux électriques plus puissants que ceux échangés habituellement entre les composants du Boeing. Il s’est avéré que cela leur donnait la possibilité de remplacer les commandes authentiques par les leurs.

À ce stade, il ne restait plus qu’à créer un appareil suffisamment petit pour se loger dans le port détecté. Petit à petit, l’équipe a conçu un appareil assez compact pour s’insérer dans le port non protégé. La version finale, qui a coûté moins de 100 dollars, semble avoir été composée en grande partie à partir de pièces du commerce : un petit microcontrôleur, une électronique de communication avec le bus et un module Wi-Fi.

Cette dernière partie pourrait potentiellement faciliter la connexion de l’appareil au réseau Wi-Fi public à bord de l’avion, en donnant à l’attaquant un accès à Internet, et en lui permettant en définitive de contrôler l’appareil à distance. En outre, il faut moins d’une minute pour installer le tout dans le port. Appareil conçu par les chercheurs pour se connecter aux systèmes du Boeing 737.

La pièce à côté donne une idée de l’échelle. Source Les chercheurs ont baptisé leur attaque « Bus Driver » (conducteur de bus), manifestement un jeu de mots : le « bus » fait référence à la fois à un véhicule pour passagers et au canal de données qui permet aux composants d’un système de communiquer entre eux. L’attaque permet à quelqu’un de pénétrer dans ce canal et d’échanger les commandes envoyées, et ainsi de contrôler le bus.

Quelles sont les capacités réelles du dispositif de piratage improvisé du Boeing 737 ? Un port non protégé, un appareil de la taille d’une pièce de monnaie, un accès au bus : tout cela est bien beau, mais qu’ont pu véritablement en tirer les chercheurs ? Quelles sortes de dommages ce module insérable minuscule peut-il causer ?

Il s’avère qu’il peut faire beaucoup de dégâts, avec des conséquences potentiellement mortelles. En se donnant la possibilité de modifier les données échangées entre l’ordinateur de gestion de vol et l’unité de commande et d’affichage, les chercheurs ont découvert que celles-ci pouvaient interférer avec plusieurs aspects critiques du fonctionnement de l’avion. Des chercheurs testent le dispositif Bus Driver sur du matériel avionique réel de Boeing 737.

Leur interface d’attaque fonctionne sur l’écran du MCDU. Source En premier lieu, le module peut altérer les données utilisées pour le calcul des paramètres de décollage et d’atterrissage. Par exemple, il peut modifier la masse sans carburant enregistrée de l’avion, ce qui perturbe le calcul des vitesses nécessaires pour un décollage en toute sécurité.

L’appareil peut également manipuler la valeur estimée de la température que les pilotes utilisent pour déterminer la poussée des moteurs nécessaire au décollage. La fourniture de valeurs erronées au système, dans certaines conditions, peut conduire l’avion à recevoir une poussée insuffisante pour décoller en toute sécurité, voire provoquer une sortie en bout de piste. Des calculs erronés lors de l’atterrissage présentent des risques tout aussi graves.

Le module peut également modifier la route suivie par le pilote. Lors d’un vol de longue durée, une déviation d’à peine quelques degrés, assez subtile pour passer inaperçue, peut suffire à faire dévier l’avion de sa trajectoire et entraîner un manque de carburant quelque part au-dessus de l’océan. En allant plus loin, un attaquant serait en mesure d’utiliser l’appareil pour diriger l’avion dans l’espace aérien d’un pays ne faisant pas partie de sa trajectoire de vol approuvée.

Une telle dérive peut également avoir des conséquences mortelles : l’histoire de l’aviation civile comporte plusieurs cas d’avions de ligne abattus par erreur par les militaires après s’être aventurés dans un espace aérien réglementé. Bien sûr, les risques qu’un écart de ce type échappe à la fois aux pilotes et au contrôle du trafic aérien sont très faibles, mais les catastrophes ont tendance à se produire précisément lors du cumul de plusieurs erreurs humaines. Une fois mis en place, le module est quasiment invisible à l’intérieur du port et très difficile à repérer, sauf si vous savez où le chercher.

Source Pour terminer, l’appareil ne se limite pas à permettre à quelqu’un de modifier les paramètres de vol, il offre également la possibilité de masquer ces modifications aux pilotes. Par exemple, un attaquant peut charger une nouvelle route dans l’ordinateur de vol, tout en modifiant simultanément l’affichage sur l’écran du MCDU. Ainsi, le pilote voit toujours l’itinéraire d’origine.

Cela dit, les chercheurs font remarquer que, dans la plupart des cas, un équipage attentif devrait se rendre compte de l’écart. Les données correctes s’affichent toujours sur les autres écrans du poste de pilotage, et le passage aux commandes manuelles permet aux pilotes de désactiver le pilote automatique et de reprendre les commandes de l’avion. Alors, devons-nous tous revenir au train ? Pour conclure, je vais essayer de mettre à l’aise les personnes sujettes depuis longtemps à l’aérophobie (ainsi que toutes les personnes que cet article a pu perturber).

Les chercheurs eux-mêmes disent qu’en dépit de tout ce qu’ils ont appris, ils continuent à voler à bord d’un Boeing 737. En outre, pour éviter de causer des problèmes dans le monde réel, ils ont volontairement omis de préciser le port exact utilisé dans leurs expériences. Les chercheurs ont également contacté Boeing en 2020 pour partager leurs découvertes.

Boeing a pris l’information au sérieux et a travaillé à la résolution du problème. Plus précisément, les chercheurs ont suggéré à Boeing de supprimer le port vulnérable ou de le sceller avec de la résine époxy afin d’exclure physiquement la possibilité que quelqu’un puisse connecter un appareil non autorisé. Cela implique également des options plus complexes, comme une nouvelle conception des protections électriques du bus interne, afin qu’un appareil malveillant ne puisse pas remplacer les signaux réels, et l’ajout de systèmes capables de détecter dans un premier temps ce type d’attaque.

À plus long terme, les chercheurs recommandent à Boeing, ainsi qu’à d’autres avionneurs, d’adopter l’authentification cryptographique pour les messages transmis entre les composants avioniques. Boeing n’a pas communiqué officiellement pour dire s’il avait suivi cet avis ou eu recours à ses propres correctifs. Interrogée à ce sujet par les journalistes de Wired, la société a donné une réponse assez vague : « Nos experts techniques sont convaincus que les couches de protection mises en place dans l’avion, y compris dans la conception du système et l’environnement d’exploitation, fournissent une atténuation suffisante pour limiter considérablement la faisabilité et le risque d’attaques dans le monde réel. » En définitive, il n’est apparemment pas nécessaire d’interdire les vols en Boeing 737 pour le moment.

Cela dit, il se trouve que j’ai beaucoup de respect pour le train, je n’essaierai donc pas non plus de vous dissuader de voyager en train ou d’utiliser d’autres moyens de déplacement. En fait, j’ai déjà évoqué le piratage des trains sur ce blog, mais, dans ce cas, l’objectif était constructif plutôt que destructif. Voitures, tondeuses à gazon, mélangeurs de cartes, vélos, matelas intelligents : il ne s’agit même pas d’une liste exhaustive des appareils que des pirates ont réussi à forcer.

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