Introduction et modèle OSI

La filière en bref

Cybersécurité (CS), les grands domaines :

Red team (sécurité offensive) : attaquer pour trouver les failles.
Blue team (sécurité défensive) : pare-feu, Zero Trust, forensic.
Purple team : red et blue team qui travaillent ensemble.
SOC (Security Operations Center) : surveiller et analyser les événements de sécurité.
Cryptographie, en particulier la PKI (Public Key Infrastructure).
Réseaux (dont le SD-WAN) et droit du numérique.
APT (Advanced Persistent Threat) : groupes d'attaquants persistants, souvent financés par un État.

Cloud computing (CC) :

Pay as you go : on paie ce que l'on consomme.
Architecture cloud et fondations cloud.
Virtualisation : Proxmox, VMware vSphere.
DevOps : développement et exploitation réunis.
CAPEX / OPEX : le cloud transforme des investissements (CAPEX : serveurs, salles) en dépenses de fonctionnement (OPEX : abonnement mensuel).

Un peu d'histoire

ARPANET (années 1960, financé par la DARPA) : le premier réseau, pour échanger des informations entre laboratoires.
Années 1980 : il devient Internet. Problème : des machines de constructeurs différents doivent se comprendre (interopérabilité).
Solution : la normalisation. L'ISO publie le modèle OSI, un modèle de référence qui décrit comment l'information passe de la source à la destination.

Définition. Un réseau informatique est un ensemble d'équipements finaux et intermédiaires, reliés par des supports physiques ou sans fil, afin de partager des informations.

Types de réseaux selon la zone couverte : LAN (local : maison, salle), MAN (une ville), WAN (des pays, Internet).

Le modèle OSI

Couche	Nom	Rôle	Unité	Exemples
7	Application	Services réseau pour les logiciels	Données	HTTP, SMTP, POP3/IMAP, DNS
6	Présentation	Encodage, compression, chiffrement	Données	UTF-8, JPEG, TLS
5	Session	Ouvrir, maintenir et fermer les échanges	Données	RPC, NetBIOS
4	Transport	Segmentation, transport de bout en bout	Segment	TCP, UDP
3	Réseau	Adressage logique et routage	Paquet	IPv4, IPv6, ICMP
2	Liaison	Trames, adresses MAC	Trame	Ethernet, Wi-Fi
1	Physique	Transmission des bits	Bit	Câbles, fibre, radio

Couche 7 : application

L'interface entre l'utilisateur et le réseau. Chaque service a son protocole : le navigateur utilise HTTP, la messagerie SMTP pour l'envoi et POP3 ou IMAP pour la réception, la résolution de noms DNS (nslookup ensam-casa.ma affiche l'adresse IP d'un nom).

C'est l'application qui choisit le protocole de transport (TCP ou UDP).

Couche 6 : présentation

Codage et décodage des données (codecs), compression et chiffrement, pour que les deux machines interprètent les données de la même façon.

Couche 5 : session

Ouvre un canal pour chaque communication, le maintient et le ferme. Exemple : une session RPC, ou un appel vidéo qui garde la même session pendant toute la conversation.

Couche 4 : transport

Rôles : segmenter les données, les numéroter (séquençage), accuser réception (acknowledgment), retransmettre les pertes, contrôler le flux (fenêtrage, windowing).

TCP, fiable. La connexion commence par le 3-way handshake :

le client envoie SYN (numéro de séquence x) ;
le serveur répond SYN-ACK (séquence y, acquittement x + 1) ;
le client confirme ACK (acquittement y + 1).

Ensuite, chaque acquittement vaut numéro de séquence reçu + nombre d'octets reçus : il annonce le prochain octet attendu. Si un segment se perd, il est retransmis.

UDP, non fiable. Pas de connexion, pas d'accusé de réception : plus rapide. Utilisé quand la vitesse compte plus que la perte d'un paquet : DNS, voix sur IP, streaming, jeux, et QUIC (la base de HTTP/3).

VoIP (Voice over IP) : la voix est découpée en paquets envoyés sur Internet (WhatsApp, Teams, Meet, téléphones IP d'entreprise). Elle utilise RTP au-dessus d'UDP. Moins chère que la téléphonie classique, mais elle demande une connexion stable et doit être sécurisée.

Attaques liées au transport

SYN flood (attaque par connexions à moitié ouvertes) : l'attaquant envoie beaucoup de SYN, souvent avec de fausses adresses IP sources (IP spoofing), et ne termine jamais le handshake. Le serveur réserve de la mémoire pour chaque connexion en attente jusqu'à saturer : c'est un déni de service (DoS). Protections : SYN cookies, limitation du nombre de connexions, pare-feu ou proxy devant le serveur, flux de renseignement sur les menaces (threat feeds).
Man in the middle : l'attaquant se place entre deux machines et se fait passer pour l'autre.
Détournement de session (session hijacking) : prendre le contrôle d'une connexion TCP déjà ouverte. C'est difficile, car il faut deviner les numéros de séquence.

Couche 3 : réseau

Le segment est mis dans une « enveloppe » : le paquet, avec un en-tête qui contient les adresses IP source et destination. La couche réseau s'occupe de l'adressage et du routage (choisir le chemin). Détails dans Adressage IP et Routage.

Couche 2 : liaison de données

Le paquet est mis dans une trame avec les adresses MAC. Deux sous-couches :

MAC (Media Access Control) : accès au support et adressage physique.
LLC (Logical Link Control) : indique à quel protocole appartiennent les données (IP, ARP...).

Adresse MAC : identifiant de 48 bits de la carte réseau, par exemple 00-1A-2B-3C-4D-5E.

Les 24 premiers bits (3 octets) forment l'OUI et identifient le fabricant. On le retrouve sur un site de recherche « MAC lookup » (par exemple dnschecker.org/mac-lookup.php).
Les 24 bits suivants sont propres à la carte.
L'adresse MAC ne sert qu'à l'intérieur du réseau local : elle ne traverse pas les routeurs.

Voir son adresse MAC : ipconfig /all (Windows) ou ip link (Linux).

Usurpation d'adresse MAC (MAC spoofing) : l'adresse est gravée dans la carte, mais le système peut en annoncer une autre très facilement :

sudo ip link set ens33 down        # toujours désactiver la carte avant
sudo ip link set ens33 address 02:11:22:33:44:55
sudo ip link set ens33 up

Conséquence : le filtrage par adresse MAC protège mal. La bonne solution est IEEE 802.1X : chaque appareil doit s'authentifier avant d'accéder au réseau.

Couche 1 : physique

Transmission des bits bruts sur un support :

supports : câbles Ethernet (Cat5e, Cat6), fibre optique, coaxial, ondes radio ;
codage du signal : tension électrique, impulsions lumineuses, ondes ;
débit (1 Gbit/s, 10 Gbit/s...) et synchronisation entre émetteur et récepteur ;
topologie : étoile, bus, anneau, maillée ;
caractéristiques physiques : connecteurs (RJ45), brochage, niveaux de tension.

Équipements de couche 1 : hubs, répéteurs, cartes réseau, câbles et connecteurs.

Brouillage (signal jamming) : émettre volontairement un signal radio qui couvre les signaux légitimes (Wi-Fi, GPS, téléphone) pour bloquer les communications sans fil.