Hacking du véhicule connecté

Introduction : vers le véhicule autonome

À partir de la fin du XIX^e et du début du XX^e siècle et la création des premières automobiles « modernes » que l’on connaît, le secteur automobile a été une source continue de recherches et d’innovations constantes : amélioration des performances de vitesse et de consommation, développement de nouveaux systèmes de sécurité embarqués (ceintures de sécurité, ABS...), nouvelles motorisations (diesel, essence, GPL, bioéthanol, flex-fuel, hybride, 100 % électrique)...

À la fin du XX^e siècle, une tendance (une mode ?) dénommée le « tuning » est apparue ayant pour but de personnaliser (avec plus ou moins de succès) et/ou de rendre plus performante son automobile en la modifiant mécaniquement (retirer le « bridage » du constructeur). Nous reviendrons sur ce point plus loin dans ce chapitre, car elle est l’une des deux motivations du hacking de l’automobile.

Au début du XXI^e siècle, l’ère des véhicules connectés débute et celle des véhicules autonomes devient envisageable grâce au développement de nombreuses technologies :

Véhicule connecté et véhicule autonome

Un véhicule connecté est un véhicule doté de systèmes de communication embarqués sans fil capables d’échanger avec leur environnement, mais pas seulement.

Ainsi, la figure ci-dessous illustre le concept de base du véhicule connecté comprenant, entre autres, les éléments suivants :

Présentation du véhicule connecté (source : Broadcom 2013)

Le véhicule autonome, quant à lui, est un véhicule conçu de manière à pouvoir rouler partiellement ou entièrement sans l’intervention d’un conducteur.

On distingue, pour le moment, cinq niveaux d’autonomie :

Le véhicule connecté, une vaste surface d’attaque

Quand un attaquant étudie un véhicule connecté (ou autonome de niveau 1 et 2) au niveau de sa surface d’attaque, il va d’abord regarder quels échanges de données le véhicule ciblé effectue avec son environnement et se documenter au maximum sur ces systèmes (d’une façon similaire à la phase de l’information gathering) :

Puis l’attaquant va examiner l’habitacle :

Principaux vecteurs d’attaque d’un véhicule connecté

La figure ci-dessus présente les principaux vecteurs d’attaque. Du point de vue « externe » au véhicule, on peut noter le système Wi-Fi, le Bluetooth, le système 2G/3G/4G/5G, le système de verrouillage/déverrouillage centralisé actif (RKE - Remote Keyless Entry) ou passif (PKES - Passive Keyless Entry and Start) ou encore le système de surveillance de pression des pneus (TPMS - Tire Pressure Monitoring System, obligatoire sur tous...

Motivations du hacking du véhicule connecté

Les attaques ont deux motivations principales :

Exemple de hacking de l’infotainment issu de la société israélienne Argus Cyber Security

Les systèmes internes du véhicule connecté

Un véhicule connecté (ou autonome), du point de vue informatique, c’est un ensemble d’ordinateurs/calculateurs connectés ensemble et qui communiquent via plusieurs réseaux embarqués.

Exemple de fonctions et donc d’ECU dans un véhicule connecté

Les ordinateurs/calculateurs seront nommés ici ECU, acronyme de Electronic Control Unit (on trouve également le terme de ECM - Electronic Control Module). Ils servent à contrôler tous les équipements du véhicule, du moteur aux lumières. Les ECU sont mis en place dans les véhicules à partir de la fin des années 1970 - début 1980.

Un véhicule connecté est composé d’un grand nombre de fonctions et donc d’ECU, comme le montre la figure ci-dessus. Leur nombre dépend directement du nombre de fonctions embarquées par le constructeur et donc de la gamme du véhicule (haut de gamme ou bas de gamme). En 2016, on parlait d’un minimum de 70-80 ECU au sein d’un véhicule bas de gamme et de plus de 150 ECU pour un véhicule haut de gamme ou pour un véhicule hybride.

Chaque constructeur possède ses propres architectures de véhicules, et au sein d’une même gamme d’un constructeur, suivant, par exemple la motorisation (essence, diesel...

Attaque physique de l’ECU : le chiptuning ou le remapping

Le « chiptuning » ou « remapping » correspond à l’évolution informatique du tuning apparu à la fin du XX^e siècle et vise à modifier les paramètres du véhicule. Cette modification concerne principalement le changement de la cartographie d’origine de l’ECM, via un port spécifique, afin d’améliorer les performances et le rendement moteur mais elle peut être également utilisée pour la réinitialisation des clés de démarrage dont les données sont enregistrées dans la mémoire de l’ECU.

Ce hacking se déroule en plusieurs étapes :

Attaque backdoor : l’injection dans le réseau CAN

À la différence de l’attaque physique qui nécessite l’extraction et l’ouverture de l’ECU et l’extraction de l’EEPROM, l’attaque backdoor utilise le réseau embarqué du véhicule et son connecteur de diagnostic sans avoir à démonter de pièces importantes (sauf éventuellement quelques caches plastiques).

L’attaque backdoor reprend les objectifs du chiptuning (c’est-à-dire l’optimisation moteur et le remapping), mais va au-delà en permettant, théoriquement, d’accéder à tous les systèmes du véhicule : allumage de voyants divers, déverrouillage des portes en roulant, altération du tachymètre, démarrage du moteur, récupération de données GPS, développement de nouvelles fonctionnalités...

Cette attaque se déroule en plusieurs étapes :