Les robots sont sujets aux fuites de données personnelles malgré le cryptage

Une nouvelle étude de l’Université de Waterloo a révélé d’importantes faiblesses en matière de confidentialité dans les robots collaboratifs, appelant à des défenses plus solides.

Ces dernières années, l'utilisation de la robotique s'est généralisée dans les sphères publique et privée. Les hôpitaux emploient des robots comme assistants chirurgicaux en raison de leur grande précision et de leur dextérité, et diverses entreprises manufacturières utilisent de plus en plus de robots, notamment pour les tâches dangereuses. Les robots permettent non seulement de fabriquer des produits de haute qualité à un rythme constant et rapide, mais aussi d'améliorer la sécurité au travail.

Malgré leur popularité, les robots collaboratifs pourraient être exploités par des attaques malveillantes. Si un pirate détecte des schémas de commande lors d'une procédure, il pourrait déduire des informations sensibles sur le patient, telles que son état de santé ou son planning de traitement, même lorsque les commandes sont chiffrées.

« Imaginez un robot parlant à son contrôleur. Vous ne comprenez pas la conversation, mais vous pouvez remarquer si le robot parle ou non », explique Cheng Tang , auteur principal et étudiant en troisième année de licence d'ingénierie. « En analysant la fréquence des conversations, la durée des conversations et la durée des pauses entre elles, vous pouvez déduire le type de commandes envoyées. »

« Au sein de la communauté robotique, on observe un intérêt croissant pour le contrôle à distance des robots par l'envoi de commandes via un réseau. Le robot peut être n'importe où, comme dans un hôpital, une usine ou à l'étranger. Beaucoup ignorent qu'une fois connectés au réseau, ces robots sont exposés à des risques de sécurité », ajoute le Dr Yue Hu , professeur au Département de génie mécanique et mécatronique.

Ces préoccupations en matière de confidentialité ont incité Mme Hu à contacter son ancien étudiant coopératif, Cheng, ainsi que les Drs Diogo Barradas et Urs Hengartner , chercheurs en informatique et membres de l' Institut de cybersécurité et de confidentialité (ICC) de l'Université de Waterloo, afin d'explorer des solutions collaboratives pour résoudre ce problème. L'ICC réunit les six facultés de Waterloo et des partenaires industriels afin de sécuriser les infrastructures canadiennes essentielles.

Un groupe de chercheurs en cybersécurité de Waterloo (de gauche à droite) – Cheng Tang et les Drs Yue Hu, Diogo Barradas et Urs Hengartner – ont étudié les risques pour la vie privée liés aux robots collaboratifs. Les Drs Barradas, Hengartner et Hu sont également membres du corps professoral de l'Institut de cybersécurité et de confidentialité de l'Université de Waterloo.

Des recherches antérieures ont porté sur les questions de confidentialité en robotique de téléopération, où les humains peuvent contrôler les robots en temps réel, par exemple à l'aide de joysticks ou d'interfaces de réalité virtuelle. Cette étude s'est concentrée sur les robots basés sur des scripts, où les robots exécutent des commandes préprogrammées. Cette interface unique permet aux robots d'accomplir des tâches avec une intervention humaine minimale.  

L'équipe a étudié des techniques permettant d'identifier les actions d'un robot en analysant son trafic réseau. Elle a développé une technique de classification basée sur le traitement du signal, présente dans des produits comme les casques antibruit, qui analyse et transforme les signaux pour en extraire des informations ou en améliorer la qualité.

Les chercheurs ont mené leur expérience en demandant à un bras robotique Kinova Gen3 d'effectuer quatre actions et ont collecté 200 traces de réseau - un élément clé pour comprendre le trafic et le flux de données d'un système - qui ont été échangées entre le robot et son contrôleur.

Les chercheurs ont demandé à un bras robotisé Kinova Gen3 d'effectuer quatre actions (de gauche à droite) : saisir et placer un objet, verser de l'eau, allumer un interrupteur et appuyer sur un bouton. Leur expérience visait à déterminer si leur technique pouvait prédire les actions du robot en analysant son trafic réseau.

Finalement, les chercheurs ont découvert que les commandes du robot peuvent créer des sous-modèles de trafic, détectables par des techniques courantes de traitement du signal, notamment la corrélation et la convolution. Leur technique a notamment permis d'identifier les actions du robot Kinova dans 97 % des cas, malgré leur cryptage.

Ces résultats suggèrent que les robots pourraient facilement divulguer des informations privées allant des secrets industriels à la confidentialité des patients, ce qui appelle la communauté robotique à construire de meilleures défenses de sécurité.

Cependant, certains choix de conception pourraient prévenir les fuites et améliorer la stabilité du réseau d'un système. Parmi les propositions des chercheurs figurent la modification de l'interface du système, comme la synchronisation de son interface de programmation d'application (API), ou l'utilisation d'un algorithme intelligent de régulation du trafic lors de l'exécution.  

Cette recherche révolutionnaire a valu à l'équipe le prix du meilleur article de recherche lors de la 20e Conférence internationale sur la disponibilité, la fiabilité et la sécurité (ARES) , l'une des conférences les plus réputées en matière de sécurité informatique et de confidentialité.

La recherche, intitulée « Sur la faisabilité de l’empreinte digitale du trafic réseau des robots collaboratifs » , a été publiée dans les actes de l’ARES 2025.

https://uwaterloo.ca/news/robots-are-prone-privacy-leaks-despite-encryption