Canaux Auxiliaires dans les Navigateurs : Applications à la Sécurité et la Vie Privée

Side Channels in Web Browsers : applications to Security and Privacy

• Auteur / Autrice : Thomas Rokicki
• Direction : Gildas Avoine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 29/11/2022
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes) - IRISA - CIDRE (Institut de recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires) (Confidentialité, Intégrité, Disponibilité et Répartition)
• Jury : Président / Présidente : Lilian Bossuet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gildas Avoine, Lilian Bossuet, Jan Reineke, Billy Bob Brumley, Walter Rudametkin, Clémentine Maurice, Veelasha Moonsamy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jan Reineke, Billy Bob Brumley

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Microprogrammation

Mesures de sûreté

Navigateurs (logiciels)

Mots clés libres

Canaux auxiliaires

Microarchitecture

Sécurité du web

Contention de port

Attaques par minutage

Auxiliary channels

Micro architecture

Web security

Port contention

Timing Attacks

Résumé

Les attaques par canal auxiliaire exploitent les effets secondaires d’un calcul sensible pour divulguer des secrets. Leur implémentation dans les navigateurs web représente une augmentation considérable de la surface d’attaque, mais s’accompagne de défis dus à l’environnement restrictif et aux mises à jour constantes des navigateurs. Cette thèse évalue la menace que représentent les canaux auxiliaires microarchitecturaux dans les navigateurs. Nous fournissons une systématisation des attaques par minutage et des contre-mesures dans les navigateurs. En particulier, nous montrons que l’évolution de la sécurité basée sur le timing rend les navigateurs plus vulnérables aux attaques par minutage. Nous présentons également la contention de port du processeur dans l’environnement restreint de JavaScript . Notre canal auxiliaire a une résolution spatiale comparable à celle des meilleurs canaux auxiliaires dans les navigateurs et permet la création d’un canal caché à large bande passante. En outre, nous montrons que la contention de port peut également être exploitée sans SMT. Les implications de ce nouveau canal auxiliaire sur la vie privée sont inquiétantes, car un attaquant peut l’utiliser pour récupérer les générations de processeurs.

Side channel attacks exploit the side effects of sensitive computation to leak secrets. Their implementation in web browsers represents a considerable increase in threat surface, but comes with challenges due to the restrictive environment and the constant browser updates. This thesis evaluates the threat posed by microarchitectural side channels in browsers. We provide a systematization of timing attacks and countermeasures in browsers. With automatic frameworks, we show that the shift in timing-based security makes browsers more vulnerable to timing attacks. We also introduce CPU port contention to the JavaScript Sandbox. Our side channel has a spatial resolution on par with the best side channels in the browsers and allows the creation of a high-bandwidth covert channel. Furthermore, we show that port contention can also be leveraged without SMT. The implications of this new side channel on privacy are worrying, as an attacker can leverage it to retrieve CPU generations.