TED2011
Ralph Langner: Cracking Stuxnet, a 21st-century cyber weapon
Ralph Langner : Craquer Stuxnet, une cyber-arme du 21ème siècle
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Quand il a été découvert en 2010, le ver informatique Stuxnet a posé une énigme déroutante. Au delà de son niveau exceptionnellement élevé de sophistication se dessine un mystère plus troublant : son but. Ralph Langner et son équipe ont contribué à craquer le code qui a révélé la cible finale de cette ogive numérique -- et ses origines secrètes. Dans un aperçu fascinant de la cyberexertise légale, il explique comment.
Ralph Langner - Security consultant
Ralph Langner is a German control system security consultant. He has received worldwide recognition for his analysis of the Stuxnet malware. Full bio
Ralph Langner is a German control system security consultant. He has received worldwide recognition for his analysis of the Stuxnet malware. Full bio
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The idea behind the Stuxnet computer worm
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L'idée derrière le ver informatique Stuxnet
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is actually quite simple.
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3000
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est en fait très simple.
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We don't want Iran to get the bomb.
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5000
3000
Nous ne voulons pas que l'Iran ait la Bombe.
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Their major asset for developing nuclear weapons
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8000
3000
Leur atout majeur pour développer des armes nucléaires
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is the Natanz uranium enrichment facility.
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11000
4000
est l'usine d'enrichissement d'uranium Natanz.
00:30
The gray boxes that you see,
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15000
2000
Les boites grises que vous voyez,
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these are real-time control systems.
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17000
3000
ce sont des systèmes de contrôle en temps réel.
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Now if we manage to compromise these systems
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20000
3000
Et si on arrive à compromettre ces systèmes
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that control drive speeds and valves,
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qui contrôlent la vitesse des disques et les valves
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we can actually cause a lot of problems
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nous pouvons en fait causer beaucoup de problèmes
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with the centrifuge.
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29000
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à la centrifugeuse.
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The gray boxes don't run Windows software;
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Les boites grises ne tournent pas sous Windows ;
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they are a completely different technology.
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33000
3000
c'est une technologie complètement différente.
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But if we manage
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Mais si nous parvenons
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to place a good Windows virus
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à placer un bon virus Windows
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on a notebook
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2000
dans un portable
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that is used by a maintenance engineer
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2000
utilisé par un ingénieur
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to configure this gray box,
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45000
3000
pour configurer cette boite grise,
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then we are in business.
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48000
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alors on est bon.
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And this is the plot behind Stuxnet.
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3000
Et c'est le scénario derrière Stuxnet.
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So we start with a Windows dropper.
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53000
5000
Donc nous commençons par un dropper Windows.
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The payload goes onto the gray box,
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58000
3000
La charge utile va dans la boite grise,
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damages the centrifuge,
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61000
2000
endommage la centrifugeuse,
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and the Iranian nuclear program is delayed --
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63000
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et le programme nucléaire iranien est retardé --
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mission accomplished.
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65000
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mission accomplie.
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That's easy, huh?
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C'est facile, non?
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I want to tell you how we found that out.
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69000
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Je veux vous dire comment nous avons découvert ça.
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When we started our research on Stuxnet six months ago,
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72000
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Quand nous avons commencé nos recherches sur Stuxnet il y a 6 mois,
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it was completely unknown what the purpose of this thing was.
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75000
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on ignorait complètement le but de la chose.
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The only thing that was known
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La seule chose qu'on savait
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is it's very, very complex on the Windows part, the dropper part,
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80000
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est très très complexe dans la partie Windows, la partie du dropper,
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used multiple zero-day vulnerabilities.
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83000
3000
elle utilisait de multiples vulnérabilités à jour zéro.
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And it seemed to want to do something
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86000
3000
Et ce dropper semblait vouloir faire quelque chose
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with these gray boxes, these real-time control systems.
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89000
2000
avec ces boites grises, ces systèmes de contrôle en temps réel.
01:46
So that got our attention,
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91000
2000
Cela a donc attiré notre attention,
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and we started a lab project
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93000
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et nous avons entrepris un projet de laboratoire
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where we infected our environment with Stuxnet
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95000
4000
dans lequel nous avons infecté notre environnement avec Stuxnet
01:54
and checked this thing out.
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99000
2000
et examiner ce truc.
01:56
And then some very funny things happened.
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101000
3000
Et puis il s'est passé de très drôles de choses.
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Stuxnet behaved like a lab rat
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104000
3000
Stuxnet s'est comporté comme un rat de laboratoire
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that didn't like our cheese --
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107000
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qui n'aimait pas notre fromage --
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sniffed, but didn't want to eat.
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110000
2000
il le reniflait, mais il ne voulait pas le manger.
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Didn't make sense to me.
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112000
2000
Pour moi, ça n'avait pas de sens.
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And after we experimented with different flavors of cheese,
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114000
3000
Et après que nous ayons expérimenté avec différents parfums de fromage,
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I realized, well, this is a directed attack.
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4000
je me suis rendu compte, et bien que c'est une attaque dirigée.
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It's completely directed.
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121000
2000
Elle est complètement dirigée.
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The dropper is prowling actively
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123000
2000
Le dropper rôde activement
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on the gray box
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125000
2000
dans la boite grise
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if a specific configuration is found,
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3000
si il trouve une configuration spécifique,
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and even if the actual program code that it's trying to infect
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130000
4000
et même si le programme même qu'il essaye d'infecter
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is actually running on that target.
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134000
2000
est ouvert sur cette cible.
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And if not, Stuxnet does nothing.
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136000
3000
Dans le cas contraire, Stuxnet ne fait rien.
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So that really got my attention,
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2000
Cela a donc vraiment retenu mon attention,
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and we started to work on this
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141000
2000
et nous avons commencé à travailler là dessus
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nearly around the clock,
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143000
2000
presque en permanence,
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because I thought, "Well, we don't know what the target is.
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145000
3000
parce que je pensais, nous ne savons pas quelle est la cible.
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It could be, let's say for example,
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148000
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Elle pourrait être, disons par exemple,
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a U.S. power plant,
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150000
2000
une centrale aux Etats-Unis,
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or a chemical plant in Germany.
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152000
2000
ou une usine chimique en Allemagne.
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So we better find out what the target is soon."
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154000
3000
Il valait donc mieux que nous trouvions rapidement quelle était la cible .
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So we extracted and decompiled
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157000
2000
Nous avons donc extrait et décompilé
02:54
the attack code,
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159000
2000
le code d'attaque,
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and we discovered that it's structured in two digital bombs --
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161000
3000
et nous avons découvert qu'il est structuré en deux bombes numériques --
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a smaller one and a bigger one.
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164000
3000
une plus petite et une plus grande.
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And we also saw that they are very professionally engineered
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167000
4000
Et nous avons vu aussi qu'elles sont conçues de façon très professionnelle
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by people who obviously had all insider information.
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171000
4000
par des gens qui avaient évidemment des informations de l'intérieur.
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They knew all the bits and bites
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175000
2000
Ils connaissaient tous les détails et les octets
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that they had to attack.
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177000
2000
qu'ils devaient attaquer.
03:14
They probably even know the shoe size of the operator.
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179000
3000
Ils connaissaient sans doute même la pointure de l'administrateur.
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So they know everything.
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182000
2000
Ils savent donc tout.
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And if you have heard that the dropper of Stuxnet
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184000
3000
Et si vous avez entendu dire que le dropper de Stuxnet
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is complex and high-tech,
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187000
2000
est complexe et high-tech,
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let me tell you this:
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2000
permettez-moi de vous dire ceci ;
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the payload is rocket science.
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191000
2000
la charge utile, c'est du très haut niveau.
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It's way above everything
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193000
2000
C'est bien au dessus de tout
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that we have ever seen before.
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195000
3000
ce que nous avons vu auparavant.
03:33
Here you see a sample of this actual attack code.
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198000
3000
Vous voyez ici un échantillon du code d'attaque même.
03:36
We are talking about --
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201000
2000
Nous parlons de --
03:38
around about 15,000 lines of code.
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203000
3000
environ 15000 lignes de code.
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Looks pretty much like old-style assembly language.
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206000
3000
Ca ressemble assez à du langage d'assembleur à l'ancienne.
03:44
And I want to tell you how we were able
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209000
2000
Et je veux vous dire comment nous avons été en mesure
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to make sense out of this code.
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211000
2000
de comprendre ce code.
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So what we were looking for is, first of all, system function calls,
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213000
3000
Donc ce que nous cherchions c'est d'abord les appels de fonctions système,
03:51
because we know what they do.
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216000
2000
parce que nous savons ce qu'ils font.
03:53
And then we were looking for timers and data structures
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218000
4000
Et ensuite nous cherchions les minuteurs et les structures de données
03:57
and trying to relate them to the real world --
85
222000
2000
et nous essayions de les mettre en relation avec le monde réel --
03:59
to potential real world targets.
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224000
2000
avec des cibles potentielles du monde réel.
04:01
So we do need target theories
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226000
3000
Nous avons donc besoin de théories de cibles
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that we can prove or disprove.
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229000
3000
que nous pouvons prouver ou réfuter.
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In order to get target theories,
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232000
2000
Pour obtenir ces théories de cibles,
04:09
we remember
90
234000
2000
nous nous souvenons
04:11
that it's definitely hardcore sabotage,
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236000
2000
que c'est vraiment du sabotage hardcore,
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it must be a high-value target
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238000
2000
ce doit être une cible de grande valeur,
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and it is most likely located in Iran,
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240000
3000
et c'est le plus vraisemblablement situé en Iran,
04:18
because that's where most of the infections had been reported.
94
243000
4000
parce que c'est là que la plupart des infections ont été signalées.
04:22
Now you don't find several thousand targets in that area.
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247000
3000
On ne trouve pas plusieurs milliers de cibles dans cette zone.
04:25
It basically boils down
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250000
2000
Ca se réduit en gros
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to the Bushehr nuclear power plant
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252000
2000
à la centrale nucléaire de Bushehr
04:29
and to the Natanz fuel enrichment plant.
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254000
2000
et à l'usine d'enrichissement d'uranium de Natanz.
04:31
So I told my assistant,
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256000
2000
Alors j'ai dit à mon assistant,
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"Get me a list of all centrifuge and power plant experts from our client base."
100
258000
3000
" Trouve moi une liste de tous les experts en centrifugeuses et centrales électriques dans notre base de clients."
04:36
And I phoned them up and picked their brain
101
261000
2000
Et je leur ai téléphoné et je les ai sollicités
04:38
in an effort to match their expertise
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263000
2000
dans un effort d'associer leur expertise
04:40
with what we found in code and data.
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265000
3000
à ce que nous avons trouvé dans le code et les données.
04:43
And that worked pretty well.
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268000
2000
Et ça a plutôt bien marché.
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So we were able to associate
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270000
2000
Nous avons donc été en mesure d'associer
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the small digital warhead
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272000
2000
la petite ogive numérique
04:49
with the rotor control.
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274000
2000
au contrôle du rotor.
04:51
The rotor is that moving part within the centrifuge,
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276000
3000
Le rotor est cette partie mobile dans la centrifugeuse,
04:54
that black object that you see.
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279000
2000
cet objet noir que vous voyez.
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And if you manipulate the speed of this rotor,
110
281000
3000
Et si vous manipulez la vitesse de ce rotor,
04:59
you are actually able to crack the rotor
111
284000
2000
vous êtes en fait capable de craquer votre rotor
05:01
and eventually even have the centrifuge explode.
112
286000
4000
et finalement faire même exploser la centifugeuse.
05:05
What we also saw
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290000
2000
Ce que nous avons vu aussi
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is that the goal of the attack
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292000
2000
c'est que le but de l'attaque
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was really to do it slowly and creepy --
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294000
3000
était vraiment qu'elle soit lente et progressive --
05:12
obviously in an effort
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297000
2000
dans un effort évident
05:14
to drive maintenance engineers crazy,
117
299000
3000
de rendre les techniciens de maintenance fous,
05:17
that they would not be able to figure this out quickly.
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302000
3000
et qu'ils ne soit pas en mesure de comprendre rapidement ce qui se passe.
05:20
The big digital warhead -- we had a shot at this
119
305000
3000
La grande ogive numérique -- nous avons essayé
05:23
by looking very closely
120
308000
2000
en regardant de très près
05:25
at data and data structures.
121
310000
2000
les données et leurs structures.
05:27
So for example, the number 164
122
312000
2000
Donc par exemple, le chiffre 164
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really stands out in that code;
123
314000
2000
ressort vraiment dans ce code ;
05:31
you can't overlook it.
124
316000
2000
on ne peut pas ne pas le voir.
05:33
I started to research scientific literature
125
318000
2000
J'ai entrepris des recherches dans la littérature scientifique
05:35
on how these centrifuges
126
320000
2000
sur la façon dont ces centrifugeuses
05:37
are actually built in Natanz
127
322000
2000
sont en fait construites à Natanz
05:39
and found they are structured
128
324000
2000
et j'ai trouvé qu'elles sont structurées
05:41
in what is called a cascade,
129
326000
2000
en ce qu'on appelle une cascade,
05:43
and each cascade holds 164 centrifuges.
130
328000
4000
et chaque cascade contient 164 centrifugeuses.
05:47
So that made sense, that was a match.
131
332000
2000
Cela prend donc tout son sens, ça colle.
05:49
And it even got better.
132
334000
2000
Et c'est encore mieux ensuite.
05:51
These centrifuges in Iran
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336000
2000
Ces centrifugeuses en Iran
05:53
are subdivided into 15, what is called, stages.
134
338000
4000
sont subdivisées en 15 stades
05:57
And guess what we found in the attack code?
135
342000
2000
Et devinez ce qu'on a trouvé dans le code d'attaque?
05:59
An almost identical structure.
136
344000
2000
Une structure quasiment identique.
06:01
So again, that was a real good match.
137
346000
3000
Donc là encore, ça colle vraiment bien.
06:04
And this gave us very high confidence for what we were looking at.
138
349000
3000
Et ça nous a donné une très grande confiance dans ce que nous avions sous les yeux.
06:07
Now don't get me wrong here, it didn't go like this.
139
352000
3000
Ne me faites pas dire ce que je n'ai pas dit, ça ne s'est pas fait si facilement.
06:10
These results have been obtained
140
355000
3000
On a obtenu ces résultats
06:13
over several weeks of really hard labor.
141
358000
3000
sur plusieurs semaines de travail très dur.
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And we often went into just a dead end
142
361000
3000
Et nous sommes souvent tombés sur des impasses
06:19
and had to recover.
143
364000
2000
et il a fallu nous en remettre.
06:21
Anyway, so we figured out
144
366000
2000
Mais bon , nous avons donc compris
06:23
that both digital warheads
145
368000
2000
que les deux ogives numériques
06:25
were actually aiming at one and the same target,
146
370000
2000
visaient en fait une seule et même cible,
06:27
but from different angles.
147
372000
2000
mais sous des angles différents.
06:29
The small warhead is taking one cascade,
148
374000
3000
La petite ogive s'attaque à une cascade,
06:32
and spinning up the rotors and slowing them down,
149
377000
3000
et elle accélère les rotors puis les ralentit,
06:35
and the big warhead
150
380000
2000
et la grande ogive
06:37
is talking to six cascades
151
382000
2000
s'adresse à 6 cascades
06:39
and manipulating valves.
152
384000
2000
et elle manipule les valves.
06:41
So in all, we are very confident
153
386000
2000
Donc dans l'ensemble, nous sommes très confiants
06:43
that we have actually determined what the target is.
154
388000
2000
d'avoir en fait déterminé quelle est la cible.
06:45
It is Natanz, and it is only Natanz.
155
390000
3000
C'est Natanz, et Natanz seulement.
06:48
So we don't have to worry
156
393000
2000
Nous n'avons donc pas à nous inquiéter
06:50
that other targets
157
395000
2000
que d'autres cibles
06:52
might be hit by Stuxnet.
158
397000
2000
puissent être frappées par Stuxnet.
06:54
Here's some very cool stuff that we saw --
159
399000
3000
Voici certains des trucs très chouettes que nous avons vu --
06:57
really knocked my socks off.
160
402000
2000
ça m'a vraiment frappé.
06:59
Down there is the gray box,
161
404000
2000
Là en bas il y a une boite grise,
07:01
and on the top you see the centrifuges.
162
406000
3000
et en haut vous voyez les centrifugeuses.
07:04
Now what this thing does
163
409000
2000
Et ce que ce truc fait
07:06
is it intercepts the input values from sensors --
164
411000
3000
c'est qu'il intercepte les valeurs des input des capteurs --
07:09
so for example, from pressure sensors
165
414000
2000
donc par exemple, des capteurs de pression
07:11
and vibration sensors --
166
416000
2000
et des capteurs de vibrations --
07:13
and it provides legitimate program code,
167
418000
3000
et il fournit du code légitime,
07:16
which is still running during the attack,
168
421000
2000
qui tourne toujours pendant l'attaque,
07:18
with fake input data.
169
423000
2000
avec de fausses données d'input.
07:20
And as a matter of fact, this fake input data
170
425000
2000
Et en fait, ces fausses données d'input
07:22
is actually prerecorded by Stuxnet.
171
427000
3000
sont en fait préenregistrées dans Stuxnet.
07:25
So it's just like from the Hollywood movies
172
430000
2000
Donc c'est comme dans les films hollywoodiens
07:27
where during the heist,
173
432000
2000
quand pendant le holp-up
07:29
the observation camera is fed with prerecorded video.
174
434000
3000
la caméra de surveillance reçoit des images vidéo préenregistrées.
07:32
That's cool, huh?
175
437000
2000
C'est chouette, non?
07:35
The idea here is obviously
176
440000
2000
Il est évident que l'idée ici n'est pas seulement
07:37
not only to fool the operators in the control room.
177
442000
3000
de tromper les opérateurs dans la salle de contrôle
07:40
It actually is much more dangerous and aggressive.
178
445000
4000
Elle est en fait plus dangereuse et agressive.
07:44
The idea
179
449000
2000
L'idée
07:46
is to circumvent a digital safety system.
180
451000
3000
est de contourner un système de sécurité numérique.
07:50
We need digital safety systems
181
455000
2000
Nous avons besoin de systèmes de sécurité numériques
07:52
where a human operator could not act quick enough.
182
457000
3000
là où un opérateur humain ne pourrait pas agir assez rapidement.
07:55
So for example, in a power plant,
183
460000
2000
Donc, par exemple, dans une centrale,
07:57
when your big steam turbine gets too over speed,
184
462000
3000
quand la grosse turbine à vapeur dépasse la vitesse limite,
08:00
you must open relief valves within a millisecond.
185
465000
3000
il vaut ouvrir les vannes de délestage en une milliseconde.
08:03
Obviously, this cannot be done by a human operator.
186
468000
3000
Il est évident que ça ne peut pas être fait par un opérateur humain.
08:06
So this is where we need digital safety systems.
187
471000
2000
C'est donc là que nous avons besoin de systèmes de sécurité numériques.
08:08
And when they are compromised,
188
473000
2000
Et quand ils sont compromis,
08:10
then real bad things can happen.
189
475000
3000
alors ça peut vraiment mal tourné.
08:13
Your plant can blow up.
190
478000
2000
Votre centrale peut exploser.
08:15
And neither your operators nor your safety system will notice it.
191
480000
3000
Et ni vos opérateurs ni votre système de sécurité ne s'en apercevront.
08:18
That's scary.
192
483000
2000
C'est effrayant.
08:20
But it gets worse.
193
485000
2000
Mais il y a pire.
08:22
And this is very important, what I'm going to say.
194
487000
3000
Et c'est très important, ce que je vais dire,
08:25
Think about this:
195
490000
2000
Réfléchissez-y.
08:27
this attack is generic.
196
492000
3000
Cette attaque est générique.
08:30
It doesn't have anything to do, in specifics,
197
495000
4000
Elle n'a rien à voir, dans les détails,
08:34
with centrifuges,
198
499000
2000
avec les centrifugeuses,
08:36
with uranium enrichment.
199
501000
3000
avec l'uranium enrichi.
08:39
So it would work as well, for example,
200
504000
3000
Donc, elle marcherait aussi bien, par exemple,
08:42
in a power plant
201
507000
2000
dans une centrale
08:44
or in an automobile factory.
202
509000
3000
ou dans une usine de construction automobile.
08:47
It is generic.
203
512000
2000
Elle est générique.
08:49
And you don't have -- as an attacker --
204
514000
2000
Et vous n'avez pas -- en tant qu'attaquant --
08:51
you don't have to deliver this payload
205
516000
3000
vous n'avez pas besoin d'introduire la charge utile
08:54
by a USB stick,
206
519000
2000
à l'aide d'une clé USB,
08:56
as we saw it in the case of Stuxnet.
207
521000
2000
comme nous l'avons vu dans le cas de Stuxnet.
08:58
You could also use conventional worm technology for spreading.
208
523000
3000
Vous pourriez aussi employer un ver conventionnel pour le répandre.
09:01
Just spread it as wide as possible.
209
526000
3000
Simplement le répandre aussi largement que possible.
09:04
And if you do that,
210
529000
2000
Et si vous le faites,
09:06
what you end up with
211
531000
2000
vous vous retrouvez avec
09:08
is a cyber weapon of mass destruction.
212
533000
5000
une cyber arme de destruction massive.
09:14
That's the consequence
213
539000
2000
C'est la conséquence
09:16
that we have to face.
214
541000
3000
à laquelle nous devons faire face.
09:19
So unfortunately,
215
544000
3000
Donc malheureusement,
09:22
the biggest number of targets for such attacks
216
547000
3000
le plus grand nombre de cibles pour de telles attaques
09:25
are not in the Middle East.
217
550000
2000
n'est pas au Moyen-Orient.
09:27
They're in the United States and Europe and in Japan.
218
552000
3000
C'est en Europe, au Etats-Unis et au Japon.
09:30
So all of the green areas,
219
555000
2000
Donc toutes les zones en vert,
09:32
these are your target-rich environments.
220
557000
3000
ce sont les environnements riches en cibles.
09:35
We have to face the consequences,
221
560000
3000
Nous devons faire face aux conséquences,
09:38
and we better start to prepare right now.
222
563000
3000
et nous ferions mieux de commencer à nous y préparer dès maintenant.
09:41
Thanks.
223
566000
2000
Merci.
09:43
(Applause)
224
568000
6000
(Applaudissements)
09:49
Chris Anderson: I've got a question.
225
574000
2000
Chris Anderson : J'ai une question.
09:53
Ralph, it's been quite widely reported
226
578000
2000
Ralph, on a beaucoup dit
09:55
that people assume that Mossad
227
580000
2000
que les gens pensent que le Mossad
09:57
is the main entity behind this.
228
582000
2000
est la principale entité derrière ça.
09:59
Is that your opinion?
229
584000
3000
Est-ce votre opinion?
10:02
Ralph Langner: Okay, you really want to hear that?
230
587000
2000
Ralph Langner : Bon, vous voulez vraiment entendre ça?
10:04
Yeah. Okay.
231
589000
2000
Oui, Bon.
10:06
My opinion is that the Mossad is involved,
232
591000
3000
Mon opinion, c'est que le Mossad est impliqué,
10:09
but that the leading force is not Israel.
233
594000
3000
mais que la puissance principale n'est pas Israel.
10:12
So the leading force behind that
234
597000
2000
La force principale derrière ça est donc
10:14
is the cyber superpower.
235
599000
3000
la cyber superpuissance.
10:17
There is only one,
236
602000
2000
Il n'y en a qu'une,
10:19
and that's the United States --
237
604000
2000
et ce sont les Etats-Unis --
10:21
fortunately, fortunately.
238
606000
2000
heureusement, heureusement.
10:23
Because otherwise,
239
608000
2000
PArce qu'autrement,
10:25
our problems would even be bigger.
240
610000
3000
nos problèmes seraient encore plus grands.
10:28
CA: Thank you for scaring the living daylights out of us. Thank you, Ralph.
241
613000
4000
CA : merci de nous avoir terrifiés. Merci Ralph.
10:32
(Applause)
242
617000
2000
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Ralph Langner - Security consultantRalph Langner is a German control system security consultant. He has received worldwide recognition for his analysis of the Stuxnet malware.
Why you should listen
Ralph Langner heads Langner, an independent cyber-security firm that specializes in control systems -- electronic devices that monitor and regulate other devices, such as manufacturing equipment. These devices' deep connection to the infrastructure that runs our cities and countries has made them, increasingly, the targets of an emerging, highly sophisticated type of cyber-warfare. And since 2010, when the Stuxnet computer worm first reared its head, Langner has stood squarely in the middle of the battlefield.
As part of a global effort to decode the mysterious program, Langner and his team analyzed Stuxnet's data structures, and revealed what he believes to be its ultimate intent: the control system software known to run centrifuges in nuclear facilities -- specifically, facilities in Iran. Further analysis by Langner uncovered what seem to be Stuxnet's shocking origins, which he revealed in his TED2011 talk. (PS: He was right.)
Ralph Langner | Speaker | TED.com