Abstract — Attaques sur les protocoles radio

Panorama à visée **pédagogique et défensive** : la nature de chaque attaque,
pourquoi elle est possible, le **cours/projet** qui la détaille, le **dépôt** de
code et une **démo (PoC)**. À réserver à la recherche, au pentest autorisé et à la
démonstration légale.

Vue d’ensemble des attaques radio « classiques » et de celles développées dans mon cadre. Chaque entrée renvoie au cours ou projet correspondant et embarque sa preuve de concept.

flowchart TD
    R["Attaques radio"] --> C["Réseaux cellulaires"]
    R --> K["Cryptanalyse des chiffrements"]
    R --> A["Contrôle d'accès sans contact"]
    R --> S["Diffusion & SDR généraliste"]
    C --> C1["IMSI catcher (2G)"]
    C --> C2["Redirection TAU Reject / CSFB (LTE·5G)"]
    C --> C3["Impersonation (relais de Kc)"]
    K --> K1["A5/1 (GSM)"]
    K --> K2["A5/3 / KASUMI"]
    K --> K3["TEA1 (TETRA)"]
    A --> A1["Proxmark3 · RFID/NFC"]
    A --> A2["Mifare Classic / Crypto1"]
    A --> A3["DST80 · clés auto"]
    S --> S1["ADS-B"]
    S --> S2["HackRF · spectrum painting"]
    S --> S3["LoRa / LPWAN"]
    S --> S4["AnyPHY"]

Réseaux cellulaires — identité & interception

IMSI catcher (2G)

Le GSM n’authentifie le réseau que dans un sens : le mobile prouve son identité à la BTS (SRES = A3/A8(Ki, RAND)), mais ne vérifie jamais que la BTS est légitime. Une fausse station de base qui rejoue les valeurs publiques d’un opérateur (MCC/MNC, LAC) avec un signal plus fort capte donc les mobiles alentour, force la divulgation de l’IMSI/IMEI (via un Identity Request), et peut désactiver le chiffrement (A5/0) pour intercepter — ou pousser un downgrade. C’est la brique de base de toute la chaîne d’interception 2G. → Cours : Lab GSM multi-opérateur · GSM étape par étape · Dépôts : osmo_egprs · srsran_4G_RTE · telco_install_sh

🎥 PoC — osmo_egprs (réseau 2G complet)

Redirection — TAU Reject / CSFB (LTE · 5G-NSA)

En 4G/5G l’eNodeB doit s’authentifier mutuellement : impossible d’usurper le réseau comme en 2G. Mais les messages RRC/NAS antérieurs à l’authentification ne sont pas protégés en intégrité. Un faux eNB peut donc émettre une redirection (RRCConnectionRelease + redirectedCarrierInfo désignant une cellule GERAN) ou un TAU Reject (« pas de 4G ici »), et forcer l’UE à redescendre en 2G/EDGE ; le CSFB (repli circuit-switched pour la voix) offre le même levier. En 5G-NSA, le plan de contrôle reste ancré sur LTE, donc la même faiblesse s’applique. Une fois l’UE en 2G sans authentification réseau, l’IMSI catcher et le cassage A5/1 prennent le relais — les deux leviers forment une seule chaîne. → Projet : Telco Stuff — redirection · Dépôts : LTE-Redirection_Attack · redir5Gted2Gsm · redirect0r · NSA_LTE_redirect_to_EDGE

🎥 PoC — redirection LTE → 2G

🎥 PoC — 5G-NSA (srsRAN)

Impersonation — relais de l’authentification (Kc)

On usurpe l’identité d’un abonné sans jamais extraire son Ki. Le Ki ne sort pas de la SIM ; on ne le casse donc pas, on relaie le défi : la vraie BTS envoie RAND/key_seq à un Evil-MS, qui le transmet (par socket) à un Evil-BTS, qui le présente au vrai téléphone ; celui-ci calcule SRES = A3/A8(Ki, RAND) et le Kc, qui remontent la même chaîne jusqu’à la vraie BTS. L’attaquant est alors authentifié comme la victime, la vraie SIM ayant fait le calcul à son insu. → Projet : Telco Stuff — impersonation · Dépôt : HeArTbReAkEr

🎥 PoC — impersonation (Kc relayé)

Cryptanalyse des chiffrements radio

A5/1 (GSM)

Chiffrement par flot à état interne de 64 bits (3 LFSR) protégeant l’interface air GSM. On ne l’attaque pas frontalement : avec un fragment de plaintext connu (les System Information 5/6 de la SACCH, au contenu fixe et répété toutes les 102 trames) on isole du keystream par simple XOR. Un compromis temps-mémoire (tables arc-en-ciel Kraken/deka, ~8 To) remonte 64 bits de keystream à l’état interne, puis find_kc en tire la clé de session Kc — vérifiée sur une seconde trame. Cassé publiquement depuis 2009 (Nohl/Munaut, 27C3). → Cours : Casser A5/1, à la main · Dépôt : a51_tools

🎥 PoC — A5/1 de bout en bout

A5/3 / KASUMI

Le chiffrement « renforcé » de la 2G/3G (GEA/UMTS), fondé sur KASUMI. Cassé académiquement par l’attaque sandwich / related-key de Dunkelman–Keller–Shamir (2010) — pratique en complexité mais nécessitant des relations de clés difficiles à réunir sur un réseau réel. L’implémentation ici parallélise la recherche sur GPU (CUDA) pour la démonstration. → Dépôt : A53 (accéléré CUDA)

TEA1 (TETRA)

Un des chiffrements de la radio professionnelle TETRA (secours, industrie, forces de l’ordre). Les travaux TETRA:BURST (Midnight Blue, 2023) ont révélé que TEA1 réduit volontairement son espace de clé effectif à ~32 bits — une faiblesse de classe backdoor. Avec un fragment de clair connu (en-têtes LLC/IP), un GPU parcourt tout l’espace en quelques minutes via OpenCL, avec validation sur 64 bits de keystream pour éliminer les collisions. → Projet : Cryptanalyse — TEA1 · Dépôt : tea1-cracker

🎥 PoC — TEA1 (OpenCL)

Contrôle d’accès sans contact & clés

Proxmark3 — RFID/NFC

Plateforme matérielle/logicielle de référence pour la recherche RFID/NFC — LF 125 kHz (EM410x, HID, Hitag) et HF 13,56 MHz (ISO 14443/15693). Elle sniffe l’échange lecteur↔︎carte, rejoue et émule des tags, et clone des cartes sans contact ; c’est l’outil pivot pour auditer badges d’accès et transpondeurs. → Dépôt : RfidResearchGroup/proxmark3

Mifare Classic / Crypto1

La carte 13,56 MHz la plus déployée (transports, contrôle d’accès) repose sur le chiffrement propriétaire Crypto1, rétro-conçu en 2008. Ses faiblesses (LFSR de 48 bits, PRNG prévisible, fuite de parité) permettent aux attaques darkside puis nested de récupérer les clés de secteur en secondes à minutes à partir d’une seule carte — ouvrant au clonage intégral. Crypto1 est aujourd’hui totalement cassé ; seules les Mifare Plus/DESFire (AES) résistent. → Dépôts : nfc-tools/mfoc · nfc-tools/mfcuk

🎥 PoC — Mifare Classic (brute-force Crypto1)

DST80 — clés automobiles

Le chiffre DST80 de Texas Instruments équipe immobiliseurs et clés mains-libres (Toyota, Kia/Hyundai, Tesla Model S). Sa clé de 80 bits est en pratique bien plus faible : symétrie KR = complément inversé de KL (÷2) et ~32 bits de constantes constructeur fixes ramènent la recherche à ~2³² — épuisée en ~26 s sur un GPU haut de gamme via OpenCL. Une fois les constantes d’un constructeur connues, toute clé du même parc se calcule directement depuis le numéro de série. → Projet : Cryptanalyse — DST80 · Dépôts : dst80 · dst80_reversing

🎥 PoC — DST80 (récupération de clé)

Diffusion & SDR généraliste

ADS-B (aviation)

Surveillance aéronautique diffusée en clair à 1090 MHz (Mode S extended squitter), ni authentifiée ni chiffrée. N’importe quel SDR la reçoit (dump1090) et décode identifiant ICAO, indicatif, altitude et position (CPR). L’absence totale d’authentification rend l’injection d’aéronefs fantômes possible en principe — d’où les efforts de sécurisation (ADS-B v2, multilatération). → Projet : Radio Stuff — ADS-B · Dépôt : flightaware/dump1090

HackRF — spectrum painting

Émettre, avec un SDR large bande (HackRF), un signal dont la répartition temps-fréquence dessine une image visible dans le waterfall d’un récepteur. Au-delà du gadget, c’est une démonstration d’émission large bande arbitraire : maîtrise fine de la phase/amplitude sur toute la bande. → Dépôts : greatscottgadgets/hackrf · portapack-mayhem/mayhem-firmware

🎥 PoC — spectrum painting