Comment des caméras connectées peuvent-elles paralyser Internet ? Le déni de service en chiffres

Pourquoi cette question : un modèle d'introduction

Le jury attend que vous expliquiez pourquoi vous avez choisi la question. Inspirez-vous de ce modèle, mais racontez votre propre parcours.

En HGGSP, nous avons étudié le cyberespace comme lieu de conflictualité, et j'ai été surpris d'apprendre qu'en 2016 de grands sites américains avaient été rendus inaccessibles par des caméras de surveillance et des routeurs domestiques piratés. Je me suis demandé comment des appareils aussi modestes pouvaient produire une attaque aussi puissante. Les puissances de 10 suffisent à le comprendre.

L'enjeu et les notions du programme

Manipuler des puissances de 10 et des unités de débit pour comparer des capacités et dimensionner une attaque ou une défense.

Le plan de l'exposé en 9,5 min

1. 1. Introduction

   1 min

   Un serveur ne peut traiter qu'un certain débit de données. Si on lui en envoie trop, il ne répond plus à personne : c'est le déni de service. Problématique : comment une attaque atteint-elle une telle puissance, et pourquoi les objets connectés la rendent-ils plus facile ?

2. 2. Mathématiques : additionner des débits

   4 min

   Le débit se mesure en bits par seconde. Préfixes : kilo $10^3$10³, méga $10^6$10⁶, giga $10^9$10⁹, téra $10^{12}$10¹².

   Un objet connecté (caméra, routeur) peut envoyer environ 10 Mbit/s, soit $10^7$10⁷ bit/s. Un réseau de 100 000 objets piratés (un botnet) envoie au total $10^5\times 10^7=10^{12}$10⁵×10⁷=10¹² bit/s, soit 1 Tbit/s.

   Un serveur relié par une connexion de 10 Gbit/s ($10^{10}$10¹⁰ bit/s) reçoit cent fois plus qu'il ne peut absorber : $\frac{10^{12}}{10^{10}}=100$10¹²/10¹⁰=100. Il suffit de $\frac{10^{10}}{10^7}=1000$10¹⁰/10⁷=1 000 objets pour le saturer.

   En 2016, le botnet Mirai, formé de centaines de milliers d'objets protégés par des mots de passe par défaut, a produit des attaques estimées à plus de 1 Tbit/s. Il a visé l'hébergeur OVH et l'entreprise Dyn, qui gère des annuaires d'adresses Internet, rendant inaccessibles des sites comme Twitter ou Netflix dans une partie des États-Unis.

   Défense : répartir le service sur de nombreux serveurs dans le monde, pour que leur capacité totale dépasse celle de l'attaque. Avec 200 sites à 10 Gbit/s, la capacité atteint $200\times 10^{10}=2\times 10^{12}$200×10¹⁰=2×10¹² bit/s, soit 2 Tbit/s.

3. 3. HGGSP : un conflit sans frontières

   3 min

   Le cyberespace est un espace de conflictualité où les attaques sont peu coûteuses, difficiles à attribuer et menées par des États, des groupes criminels ou des militants. Des attaques par déni de service ont visé l'Estonie en 2007, la Géorgie en 2008 et l'Ukraine à plusieurs reprises, en accompagnement de tensions politiques ou militaires.

   La sécurité dépend de millions d'objets mal protégés : la loi et l'Union européenne imposent désormais des exigences de sécurité aux fabricants. La coopération internationale (polices, entreprises, États) est indispensable, mais difficile, car les États sont aussi des acteurs de ces conflits. En France, l'ANSSI est chargée de la cyberdéfense des institutions.

4. 4. Conclusion

   1,5 min

   100 000 objets à $10^7$10⁷ bit/s produisent $10^{12}$10¹² bit/s, cent fois la capacité d'un serveur à 10 Gbit/s : additionner de petits débits produit une attaque massive. Les puissances de 10 éclairent la vulnérabilité du cyberespace. J'ouvre sur la sécurité des objets connectés, nouvel enjeu de régulation.

Ce que j'écris au tableau

Pas de calculatrice ni de support numérique : un calcul clé écrit au tableau rend l'exposé concret et montre la solidité des connaissances.

Conclusion : la réponse à la question

Les questions probables du jury

Pendant les 10 minutesd'échange, le jury vous fait préciser et approfondir, sur tout le programme de vos spécialités en lien avec la question.

Les pièges qui coûtent des points

• Confondre bit et octet (1 octet = 8 bits).
• Se tromper dans les préfixes méga, giga, téra.
• Croire qu'une attaque massive exige des machines puissantes.

Revoir les notions

• Nombres et calculs (Seconde) →
• Information chiffrée (Seconde) →

Autres questions : l'enjeu de la connaissance

• Pourquoi l'imprimerie a-t-elle fait baisser le prix des livres ? Coût fixe et coût moyen
• Tous les chercheurs publient-ils autant ? La loi de Lotka et la production des savoirs
• Le classement de Shanghai mesure-t-il vraiment la qualité des universités ?
• Les femmes ont-elles rattrapé les hommes dans l'accès à l'écriture sous l'Ancien Régime ? Écart ou rapport

Toutes les questions maths-hggsp →