Chiffrement par schéma : comment un tracé protège tes fichiers

Vaultaire sérialise une forme dessinée sur une grille 5×5 et la traite avec PBKDF2-HMAC-SHA512, 600 000 itérations et un sel à l'échelle de l'appareil stocké dans le iOS Keychain. Le résultat de 256 bits est une clé de coffre-fort : il crypte l'index du coffre-fort et déballe la clé principale aléatoire distincte qui AES-256-GCM utilise pour le contenu des fichiers et les métadonnées.

Qu'est-ce que le chiffrement par schéma ?

La plupart des apps de coffre-fort se cachent derrière un code PIN ou un mot de passe. Tu tapes quatre chiffres, et tes photos apparaissent. Ça a l'air assez sécurisé, non ?

Voici le problème : un code PIN à quatre chiffres a exactement 10 000 combinaisons possibles. Un ordinateur peut toutes les essayer en moins d'une seconde. Six chiffres ? Un million de combinaisons. Toujours trivialement rapide pour du matériel moderne. Un mot de passe de huit caractères, s'il n'utilise que des minuscules, te donne environ 200 milliards de possibilités. Ça semble beaucoup jusqu'à ce que tu apprennes qu'un ordinateur portable standard peut tester des milliards de hachages de mots de passe par seconde.

Le chiffrement de modèles adopte une approche fondamentalement différente. Au lieu de taper des caractères dans une case, vous dessinez une forme géométrique sur une grille de points. Le chemin spécifique que vous tracez – quels points vous touchez, dans quel ordre, avec quelle géométrie – devient l'entrée d'une fonction de dérivation de clé basée sur un mot de passe. Le résultat n'est pas simplement vérifié par l'interface : elle doit déverrouiller un index crypté authentifié et la clé principale aléatoire qu'il contient.

La distinction compte. Lorsque vous saisissez un code PIN dans certaines applications, l'application vérifie uniquement si vous avez tapé le bon numéro. Si vous l'avez fait, il s'ouvre, même si les fichiers sont principalement protégés par un contrôle d'accès. Vaultaire alimente plutôt le motif dessiné dans PBKDF2 pour dériver une clé de coffre-fort de 256 bits. Cette clé doit authentifier et déchiffrer l'index du coffre-fort avant de pouvoir déballer la clé principale aléatoire utilisée sur les fichiers. Un modèle non reconnu est présenté comme un coffre-fort vide, mais le sous-jacent AES-GCM l'authentification distingue toujours une clé correcte d'une clé incorrecte.

Comment ça marche, étape par étape

Voici ce qui se passe du moment où ton doigt touche l'écran jusqu'au moment où tes fichiers deviennent illisibles pour tous les autres.

Étape 1 : tu traces ton schéma

Vaultaire présente une grille de points 5×5. Vous dessinez un chemin continu reliant au moins 6 points avec au moins deux changements de direction. L'application enregistre exactement les points que vous avez visités et dans quel ordre. Cette séquence est votre modèle.

Contrairement aux grilles 3×3 couramment utilisées pour les écrans de verrouillage Android, Vaultaire utilise une grille 5×5. Ce n’est pas un choix cosmétique. Vingt-cinq positions permettent bien plus de chemins, de croisements, de sauts et de changements de direction que neuf positions. L’espace théorique plus large est utile, mais la sécurité réelle dépend toujours de l’imprévisibilité du chemin que vous choisissez. Une lettre familière ou une forme simple reste devinable même lorsque la grille peut exprimer des milliards d'alternatives.

Étape 2 : le modèle dérive une clé de coffre-fort

Votre motif dessiné est sérialisé avec la taille de la grille et introduit dans PBKDF2 (Fonction de dérivation de clé basée sur un mot de passe 2) avec HMAC-SHA512, 600 000 itérations et un sel aléatoire à l'échelle de l'appareil. Le sel est une valeur non secrète stockée dans le iOS Keychain en tant qu’élément WhenUnlockedThisDeviceOnly. Cela rend le périphérique de dérivation local lié ; il n'est pas unique à chaque coffre-fort et n'ajoute pas d'entropie à un modèle choisi par l'homme.

Le processus de dérivation de clé est volontairement coûteux. PBKDF2 tourne 600 000 HMAC-SHA512 itérations pour chaque modèle candidat, ce qui augmente le coût d'une attaque de devinette. Cela ne transforme pas un modèle à faible entropie en 256 bits de sécurité, et le temps d’attaque dépend du matériel de l’attaquant. Son objectif est plus restreint et mesurable : rendre chaque supposition nettement plus chère qu’un simple hachage.

Étape 3 : tes fichiers sont chiffrés

Lorsque le coffre-fort est créé pour la première fois, Vaultaire génère une clé principale aléatoire de 256 bits. La clé de coffre-fort dérivée d'un modèle crypte l'index et encapsule cette clé principale ; il ne crypte pas directement tous les fichiers. La clé principale est utilisée avec AES-256-GCM pour les en-têtes de fichiers, le contenu, les vignettes et les métadonnées associées. De nouveaux noms occasionnels garantissent que le texte en clair répété ne produit pas de texte chiffré répété sous la même clé.

Le mode GCM ajoute une couche importante : l'authentification. Il ne fait pas que brouiller tes données — il génère aussi une étiquette qui détecte toute altération. Si un seul bit du fichier chiffré est modifié, le déchiffrement échoue. Personne ne peut altérer tes fichiers sans que tu le saches.

Étape 4 : L'état de la clé active est effacé

Lorsque Vaultaire se verrouille, il efface son coffre-fort actif et son état de clé principale et nécessite une autre cérémonie de déverrouillage avant d'afficher à nouveau les fichiers. Lorsque le coffre-fort est ouvert, ces octets de clé symétriques existent nécessairement dans le processus d'application. CryptoKit peut effectuer AES-GCM opérations. Vaultaire conserve également les informations de récupération, y compris le modèle et l'enveloppe de récupération chiffrée par phrase, dans un AES-GCM base de données cryptée stockée dans le iOS Keychain. Cela est sensiblement différent de prétendre que le modèle et chaque copie de clé ne sont stockés nulle part.

Les maths derrière (en clair)

Pas besoin d'un diplôme en informatique pour comprendre pourquoi ça fonctionne. La sécurité se résume à trois chiffres : combien de schémas sont possibles, combien de temps chaque essai prend, et combien d'essais un attaquant peut faire.

Entropie : la mesure de l'imprévisibilité

L'entropie est un mot sophistiqué pour « à quel point c'est difficile à deviner ». Un pile ou face a 1 bit d'entropie (deux résultats). Un code PIN à quatre chiffres a environ 13 bits d'entropie (10 000 résultats). Un schéma bien choisi sur une grille 5×5, connectant 8 points ou plus, peut dépasser 30 bits d'entropie — plus d'un milliard de schémas possibles.

L’entropie du motif fixe le plafond pour une attaque de devinette. PBKDF2 ne peut pas créer une entropie que le geste ne contient pas, mais cela peut rendre le test de chaque candidat beaucoup plus coûteux.

Dérivation de clés : rendre les essais coûteux

PBKDF2 prend le modèle sérialisé et exécute 600 000 tours de HMAC-SHA512. Les estimations d'attaque doivent utiliser un coût mesuré sur le matériel effectuant la supposition : à exactement 1 ms par candidat complet, 1 000 000 000 de candidats prendraient 1 000 000 s, soit environ 11,6 jours, sur 1 travailleur. Un coût de candidat mesuré plus lentement augmente ce temps ; le matériel parallèle le réduit. La longueur de sortie de 256 bits ne modifie pas la taille de l'espace de recherche de modèles.

Le sel à l'échelle de l'appareil est stocké dans Keychain et n'est pas conçu pour être secret. Keychain et iOS La protection des données peut rendre l'extraction plus difficile en cas de saisie d'un appareil, mais l'analyse cryptographique doit supposer qu'un examinateur qui acquiert les fichiers cryptés peut également acquérir le sel. Le sel empêche le précalcul sur tous les appareils ; cela ne remplace pas un modèle solide.

AES-256 : le standard auquel les gouvernements font confiance

AES-256 est le standard de chiffrement utilisé par le gouvernement américain pour les informations classifiées. Le « 256 » fait référence à la longueur de la clé en bits. Une clé de 256 bits a 2²⁵⁶ valeurs possibles — un nombre si grand que si chaque atome de l'univers observable était un ordinateur, et que chaque ordinateur pouvait tester un billion de clés par seconde, ils ne la craqueraient toujours pas avant la mort thermique de l'univers.

La sécurité de AES-256 ne dépend pas de la nécessité de garder l'algorithme secret. Mais le système complet n’est pas protégé uniquement par l’espace clé AES : la limite pratique de la supposition vient de l’entropie du modèle, la PBKDF2 facteur de travail, et la protection autour du sel de l'appareil et le stockage crypté. AES-256-GCM fournit un cryptage authentifié fort une fois que la clé principale aléatoire correcte a été déverrouillée.

Pourquoi personne ne peut passer

Examinons les principales façons dont quelqu'un pourrait tenter d'accéder à vos fichiers cryptés, ce que Vaultaire fait pour augmenter le coût et où demeurent les limites.

Force brute : essayer chaque schéma

PBKDF2 fait payer 600 000 à chaque candidat au modèle HMAC-SHA512 itérations. Il s’agit d’une défense significative, mais pas d’une promesse d’un nombre fixe d’années : le résultat dépend du choix du modèle, de la vitesse de dérivation mesurée, du parallélisme et de la question de savoir si l’examinateur a récupéré le sel de l’appareil. Les chemins plus longs et moins prévisibles sont importants car PBKDF2 augmente le coût de estimation plutôt que de créer une nouvelle entropie.

Attaques par traces : lire ton écran

Sur une grille 3×3, les traces sur un écran peuvent réduire considérablement les schémas possibles. Sur une grille 5×5, les traces révèlent quels points ont été touchés mais pas l'ordre, la direction ou les connexions entre eux. L'explosion combinatoire rend cette approche impraticable.

Espionnage visuel : regarder ton tracé

Les schémas tracés rapidement sur un petit écran de téléphone sont très difficiles à mémoriser par observation, surtout sur une grille 5×5. Les recherches montrent que les observateurs ont beaucoup plus de mal à reproduire des schémas complexes qu'à retenir un code PIN entendu à voix haute.

Saisie de l'appareil : prendre ton téléphone

Si quelqu'un prend votre téléphone, le contenu des fichiers et les index de Vaultaire restent AES-GCM texte chiffré jusqu'à ce que les clés requises soient disponibles. L'application ne stocke pas d'enregistrement de vérification de mot de passe classique, mais cela ne supprime pas la vérification hors ligne. Le nom de fichier de chaque index du coffre-fort chiffré contient un hachage tronqué de la clé du coffre-fort, et AES-GCM le déchiffrement authentifié réussit ou échoue également pour une clé candidate. La protection des appareils et la force des modèles restent donc partie intégrante du modèle de menace.

Choisir un schéma robuste

Le chiffrement n'est aussi fort que le schéma que tu choisis. Voici comment maximiser ta sécurité avec un effort minimal.

Ce qui rend un schéma robuste

• Utilise plus de points. Connecte au moins 8 des 25 points disponibles. Chaque point supplémentaire multiplie le nombre de schémas possibles.
• Croise ton propre chemin. Les schémas qui font des boucles, sautent des points ou changent de direction de manière inattendue sont beaucoup plus difficiles à reproduire de mémoire ou par observation.
• Évite les formes évidentes. Les lettres (L, Z, S), les formes géométriques simples (carrés, triangles) et les lignes droites sont les premières choses qu'un attaquant essaiera.
• Utilise toute la grille. Les schémas qui restent dans un coin ou le long d'un bord gaspillent l'entropie disponible. Étends-toi.

Ce qu'il faut éviter

• Modèles de longueur minimale. Vaultaire nécessite au moins 6 points et deux changements de direction, mais respecter le minimum ne rend pas un chemin imprévisible. Utilisez davantage la grille lorsque vous pouvez vous souvenir du résultat de manière fiable.
• Les formes géométriques simples. Un L, un zigzag ou une diagonale droite sont l'équivalent schéma de « password123 ».
• Toujours commencer par le même coin. Les recherches sur les schémas de verrouillage Android montrent que la plupart des gens commencent par le point en haut à gauche. Les attaquants le savent.

Le juste milieu

Un schéma connectant 8 à 12 points avec au moins deux changements de direction offre une excellente sécurité tout en restant facile à retenir grâce à la mémoire musculaire. Tu n'as pas besoin de le mémoriser comme un mot de passe — ta main retient le mouvement, comme elle retient comment tracer ta signature.

Pourquoi tu peux te sentir en sécurité

Le cryptage de modèles dans Vaultaire n'est pas simplement un plus joli clavier NIP. Le geste est traité par une véritable fonction de dérivation de clé et doit déverrouiller des données cryptées authentifiées. Sa force dépend toujours du geste que vous choisissez, c'est pourquoi Vaultaire combine la plus grande grille avec une haute PBKDF2 facteur de travail au lieu de présenter la longueur de sortie de 256 bits comme 256 bits d'entropie humaine secrète.

Votre modèle et votre clé de coffre-fort locale ne sont pas envoyés à Vaultaire. Si la sauvegarde facultative est activée, une clé de sauvegarde distincte dérivée d'un modèle chiffre CloudKit les enregistrements et un manifeste de récupération chiffré permettent à la phrase de récupération de restaurer le coffre-fort et les clés de sauvegarde. Vaultaire ne détient pas de clé de fournisseur permettant de déchiffrer ces enregistrements, mais les informations d'identification de l'appareil et de récupération restent des éléments de sécurité critiques de la conception.

Tu traces une forme. Cette forme protège tes fichiers. Les maths font le reste.