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Clé USB

Une clé USB est un support de stockage amovible, inventé dans les années 2000 et prévu pour pouvoir se brancher sur un port USB d'un ordinateur mais qui est, depuis plusieurs années, largement utilisé sur d'autres appareils (chaînes Hi-Fi, lecteurs de DVD de salon, autoradios, radiocassettes, téléviseurs, etc.). Une clé USB contient une mémoire flash et ne possède pas ou très peu d'éléments mécaniques, ce qui la rend très résistante aux chocs.

Elle permet de copier facilement des fichiers d'un appareil, ayant des capacités d'écriture, à un autre (ce qui facilite le piratage si un ordinateur est mal, ou pas, protégé).

Icône d’une clé USB

Origine

Un brevet américain pour une clé USB fut demandé en et attribué le à l'entreprise israélienne M-Systems. Plus tard en 1999, IBM déposa une invention disclosure par un de ses salariés[1].

Clé USB vs microdrive

Pour les produits similaires mais contenant un minuscule disque dur à la place de la mémoire flash, on n'utilise pas le terme clé USB mais plutôt celui de flash disk, microdrive ou disque dur externe.

Utilisation et sécurité

Une clé USB rétractable

La clé USB permet de stocker facilement des fichiers à partir de tout système disposant de prises USB (ordinateur de bureau, ordinateur de poche, etc.). Elle permet donc de transférer des données entre ordinateurs et donne la possibilité d'effectuer une copie de tout document, à condition de disposer du matériel (scanner équipé d'une prise USB et d'un ordinateur disponible et opérationnel) et de tous les documents que l'on veut emporter, pendant tout le temps nécessaire pour effectuer l’opération.

Elles sont aussi parfois utilisées à des fin d'espionnage et peuvent par exemple contenir un cheval de Troie[2].

Description et fonctionnement

Les clés USB sont alimentées par le port USB sur lequel elles sont branchées. Elles sont insensibles à la poussière et aux rayures, contrairement aux disquettes, aux CD ou aux DVD, ce qui est un avantage au niveau de la fiabilité. En 2008, les clés commercialisées étaient au format « USB 2.0 » ; en 2010, beaucoup de produits commercialisés utilisaient la nouvelle spécification « USB 3.0 ». Les clés USB sont désormais reconnues nativement par la plupart des systèmes d'exploitation utilisés à ce jour (Windows XP, Vista, Windows 7, Windows 8 et Windows 10, Mac OS X, toutes les distributions Linux, et Chrome OS). Seuls certains OS plus anciens (Windows 95, 98 et NT) nécessitent l'installation de pilotes afin de pouvoir utiliser des clés USB. En 2013, les clés USB affichaient des capacités allant de quelques Mo à To[3].

Les clés USB basées sur des mini disques durs[4] ont un débit généralement meilleur que les clés USB à mémoire flash, mais les temps d’accès sont plus longs, elles sont plus fragiles, elles peuvent chauffer en cas d’utilisation intensive et leur taille est légèrement plus grande que les clés USB, mais elles tiennent facilement dans la poche.

Clés micro USB

Avec la généralisation de l'usage des tablettes, notamment Android, on voit apparaître de nouvelles clés USB permettant un échange facile entre le PC et la tablette. Ces clés disposent d'un double connecteur USB et micro USB[5].

Durée de vie

La durée de vie (ou MTTFF) de la clé elle-même n'est pas spécifiée. Cependant, quelle que soit l'annonce des fabricants, cette donnée demeure fondée sur une statistique. Toute clé est donc susceptible de tomber en panne au bout de quelques jours aussi bien que de quelques années. Ce phénomène peut engendrer une perte partielle ou totale des données.

Les constructeurs annoncent une conservation des données pendant au moins dix ans, voire beaucoup plus[6]. Dans son article Not all USB drives are created equal, le magazine Computerworld se montre plus réservé en attirant l'attention sur les écarts importants existant entre les différents modèles[7]. Cela vient du fait que la charge électrique stockée, qui représente l'information, n'est pas parfaitement isolée et peut donc disparaître au bout d'un certain temps, avant lequel il faut effectuer une réécriture pour s'assurer de la conservation des données[8] - [9] - [10] ; la qualité de l'isolation définirait donc la durée de conservation des informations.

Il ne faut pas confondre cette durée de conservation des informations avec la durée de vie de la clé qui peut tomber en panne ou perdre des données bien avant la fin de celle-ci.

Les causes de panne et de perte de données peuvent être entre autres :

  • la conservation des donnĂ©es limitĂ©e, due Ă  la mĂ©moire flash ;
  • une panne de la clĂ©, comme tout autre matĂ©riel ;
  • un problème logiciel affectant le système d’exploitation ;
  • une erreur de manipulation logicielle de la part de l’utilisateur ;
  • une erreur de manipulation matĂ©rielle : bien qu'elle soit plus rĂ©sistante que d'autres supports de stockage, elle n'est pas indestructible.

Performances

Les performances dépendent de la conception du modèle qui inclut le choix de composants, de l'architecture et du contrôleur mémoire. Des techniques comme l'amplification d'écriture influent sur les performances[11]. Elles peuvent varier en fonction du système d'exploitation ou du matériel sur lequel elle est utilisée.

Le débit de données varie donc en lecture, en écriture et dépend du nombre de fichiers copiés et de l'organisation du contenu de la clé. On peut avoir des débits de quelques Mo/s à plusieurs dizaines de Mo/s, qui peuvent chuter dans le cas de transfert d'un grand nombre de petits fichiers.

Ergonomie

Différents critères améliorent l'ergonomie de la clé : présence et positionnement du témoin lumineux d'activité, système de protection du connecteur (capuchon rotatif ou rétractable, connecteur rétractable), accessoires fournis (dragonne, cordon-collier ou chaînette porte-clé, rallonge USB), logiciels portables (fonction de chiffrement, synchronisation de données, importation de mails voire suite logicielle), design de la coque, etc.[12].

Readyboost

Avec Windows Vista est apparue la certification ReadyBoost qualifiant une clé USB qui permet d'alléger la charge du disque dur au moment du lancement d'un PC[13]. La clé USB 2.0 a un débit plus lent qu'un disque dur 2009, mais son temps de latence d'accès à chaque fichier de quelques millisecondes est meilleur que les quelques dizaines de millisecondes du disque dur. Le bilan de la clé peut donc être positif.

Variantes

Certaines clés ont une fonction différente, ou une fonction supplémentaire de la fonction de mémoire de masse :

  • un chiffrement automatique des donnĂ©es tĂ©lĂ©chargĂ©es sur la clĂ©, gĂ©nĂ©ralement au format de chiffrement Advanced Encryption Standard (AES) possĂ©dant des clĂ©s de 128 ou 256 bits selon les modèles ;
  • un lecteur intĂ©grĂ© d'empreintes digitales permettant l'authentification par biomĂ©trie du porteur de la clĂ© USB[14] ;
  • un système embarquĂ© de sĂ©curitĂ© sans contact NFC qui permet de dĂ©verrouiller et rendre visible l'accès Ă  la mĂ©moire de masse en utilisant le lecteur NFC d'un smartphone, d'une tablette tactile ;
  • un lecteur capable de restituer les fichiers musicaux qu’elles contiennent, notamment en format MP3, devenant ainsi des baladeurs numĂ©riques miniatures (la clĂ© avec une pile AAA et un Ă©couteur pèse environ 60 grammes) ;
  • un syntoniseur de radio FM, avec Ă©ventuellement la possibilitĂ© d’en enregistrer le flux dans la mĂ©moire intĂ©grĂ©e, ou de tĂ©lĂ©vision numĂ©rique terrestre. Dans ce dernier cas, il est nĂ©cessaire de raccorder une antenne Ă  la clĂ© ;
  • un micro, les sons qu’il capte Ă©tant enregistrĂ©s dans la mĂ©moire intĂ©grĂ©e. La clĂ© fait alors office de dictaphone si elle dispose d'une prise pour un casque audio ;
  • un lecteur de carte SIM ;
  • un modem pour l'accès donnĂ©es Ă  un rĂ©seau de tĂ©lĂ©phonie mobile (« clĂ© 3G »). Dans ce cas la clĂ© embarque un terminal de tĂ©lĂ©phonie mobile et une carte SIM ;
  • une interface IrDA pour la communication avec des appareils mobiles ;
  • un rĂ©cepteur Wi-Fi.

On trouve aussi des clés USB dans certains couteaux suisses.

Une clé peut avoir une partition publique et une dont l’accès est soumis à un mot de passe. Les données confidentielles sont sécurisées (paramètres de connexion, portefeuille de mots de passe, courrier électronique, etc.).

Systèmes d’exploitation compatibles

  • Windows Ă  partir de sa version ME ou 2000 en natif (l’utilisation d’une clĂ© USB nĂ©cessite l’installation d’un pilote sous Windows 98 SE).
  • Mac OS 9.1 ou supĂ©rieure.
  • Linux avec un noyau ultĂ©rieur Ă  2.4.

Si le firmware le permet, certains ordinateurs ont la possibilité de démarrer une distribution live, c’est-à-dire un système d'exploitation exécutable depuis un support amovible, à partir d’une clé USB. Microsoft le propose sur Windows 8 Entreprise avec Windows To Go[15].

Lorsque le firmware ne le permet pas, on contourne le problème en démarrant depuis un CD-ROM contenant des pilotes USB permettant à leur tour une émulation du démarrage sur la clé (voir par exemple Flonix). Cette manipulation n’est possible qu’avec un BIOS ou un EFI, et non avec un Open Firmware.

Partitionnement et formatage

Originellement, les systèmes d'exploitation ne pouvaient crĂ©er qu'une seule partition sur les clĂ©s USB, qui ne pouvaient ĂŞtre formatĂ©es que dans les diverses variantes de FAT, exceptĂ© le format exFAT qui, malgrĂ© son nom, n'est pas une variante du système FAT. Cependant, la progressive augmentation de taille des supports de stockage enfichables (clĂ©s USB, mĂ©moires flash, cartes SIM...) comme l'augmentation de taille des fichiers, spĂ©cialement des vidĂ©os, obligea Ă  permettre l'usage d'autres systèmes de fichiers qui passent (sous Windows) la limite de 32 Go de taille de partition, et, sur FAT32, la limite de Go de taille de fichier.

Le système exFAT, sorti en 2006 et implĂ©mentĂ© dans le système embarquĂ© Windows CE, fut la première proposition de Microsoft pour dĂ©passer ces deux limites. Pour la FAT32, la limitation Ă  32 Go de taille de partition n'est pas native, ce système de fichiers pouvant nominalement gĂ©rer des partitions de 16 To et factuellement, selon les systèmes d'exploitation, y compris Windows, de 2 Ă  4 To. De fait, les versions 32 bits de Windows 95/98 sont capables de crĂ©er et formater de grandes partitions, tandis que ceux de la famille NT, s'ils peuvent les crĂ©er, ne peuvent formater de partitions de plus de 32 Go. Cette limitation est probablement liĂ©e Ă  la volontĂ© de rĂ©pandre l'usage du système NTFS, apparu avec Windows NT 4. Les autres systèmes d'exploitation et certains utilitaires fonctionnant sous Windows n'ont pas cette limitation.

Jusqu'à la sortie de Windows Vista en 2007 puis de la mise à jour de Windows XP dite SP3 (« Service Pack 3 ») en avril 2008, les systèmes Windows ne pouvaient formater une clé USB qu'en FAT ou en exFAT ; à partir de ces sorties, il est devenu possible de les formater en NTFS, après modification de la stratégie de gestion du périphérique à formater. Pour les autres systèmes, en premier, pour ceux grand public, les Mac OS et les divers Linux, il y a, de plus longue date, possibilité de créer des partitions d'autre type bien qu'on recommande, pour des questions de compatibilité, de les formater en FAT32 si l'on compte les utiliser comme périphériques de stockage pour fichier de moins de Go.

Contrairement aux systèmes Windows, et aux Mac OS sauf les plus récents, la majorité des distributions Linux ont la possibilité de créer plusieurs partitions sur une clé USB, possibilité qui est d'ailleurs une nécessité quand on veut utiliser une clé USB comme périphérique d'amorçage, les divers Linux nécessitant au moins deux et souvent trois partitions pour fonctionner.

À noter que certaines clés auront besoin d'être reformatées afin d'être utilisées sur certains supports (comme les téléviseurs par exemple). N'étant pas capable de lire toutes les normes de partitionnement, il faudra rendre la clé USB compatible en la reformatant.

Ă€ l’intĂ©rieur (64 Mo)

Clé USB sans sa coque protectrice

Les composants d'une clé USB sont généralement[16] :

  1. Un connecteur USB mâle (type A) ;
  2. Un contrôleur Ours Technology Inc. OTi-2168 USB 2.0. Ce circuit implémente le contrôleur pour l’USB 2.0 et assure une interface entre des données transmises linéairement et la structure en blocs de la mémoire flash. Il permet d’éviter la gestion bas-niveau de la mémoire et contient un petit microcontrôleur RISC ainsi qu’un peu de RAM et de ROM. Les données sont transmises au Hynix (no4) via un bus de données/adresses sur 8 lignes ;
  3. JP1 et JP2 : deux connecteurs avec 10 broches, principalement pour les tests et le dĂ©bogage ;
  4. Hynix Semiconductor HY27USxx121M, mĂ©moire flash qui contient 4 096 blocs indĂ©pendants (chacun avec 16 kilooctets), soit 64 mĂ©gaoctets au total ;
  5. Un oscillateur Ă  quartz SKC Shin Chang Electronics cadencĂ© Ă  12 MHz ;
  6. Une LED pour indiquer l’activité de la clé ;
  7. Un interrupteur à deux positions pour indiquer au pilote que la clé est protégée en écriture ;
  8. Une zone vierge prĂŞte Ă  recevoir une autre mĂ©moire flash pour offrir un modèle de 128 mĂ©gaoctets sans avoir Ă  crĂ©er un autre schĂ©ma.

Comparaison avec les autres mémoires de masse

Les disquettes ne sont plus guère utilisĂ©es depuis 2006, Ă  cause de leur faible contenance (1,44 Mo), de leur lenteur et surtout de leur inconstance. Les disquettes furent longtemps le moyen le plus populaire de stockage externe des fichiers, mais leurs lecteurs n'Ă©quipent plus en standard les ordinateurs depuis 2005. Les PC possèdent en revanche une interface USB, car ils sont dĂ©finis comme tels par les spĂ©cifications annuelles Ă©laborĂ©es en commun par Microsoft et Intel. Les clĂ©s USB sont plus rapides que les disquettes, contiennent plus de donnĂ©es et ne nĂ©cessitent pas de lecteur spĂ©cifique. Les disquettes subsistent de façon optionnelle pour leur facilitĂ© d’utilisation avec d’anciens systèmes d’exploitation (comme Windows 98 SE, qui nĂ©cessite l’installation d'un pilote pour l’utilisation d’une clĂ© USB) et leur facilitĂ© de dĂ©marrage.

Clé USB et logiciels intégrés

Système U3

Certaines clés USB sont équipées du format logiciel U3 créé à l'initiative d'un groupement de fabricants de clés dont les sociétés SanDisk et M-Systems : le branchement de la clé fait apparaître, sous Windows, un périphérique de stockage en lecture-écriture, qui apparaît comme un disque dur, et un périphérique en lecture seule, qui apparaît comme un périphérique optique. Les clés U3 contiennent un processeur cryptographique intégré. Cette solution implique en contrepartie l'acceptation d'un risque de sécurité, en fonction du degré de confiance qu'on accorde au constructeur.

Clés standards

L’augmentation de capacité de stockage des clés USB permet d’y installer des logiciels et de se déplacer partout avec ses données et ses logiciels préférés. On peut même amorcer un système complet depuis une clé.

Des sites web commencent à proposer des « packs pré-construits » de logiciels payants ou en licence libre en version installables sur une clé USB.

Il est courant d'installer une distribution Linux sur clĂ© USB. Il suffit d’extraire l’ISO d’un Live CD sur cette clĂ© et de la rendre amorçable (voir Live USB). En revanche, le nombre d'Ă©critures sur une clĂ© USB Ă©tant techniquement limitĂ© (10 000 Ă  100 000 selon la technologie de rĂ©alisation des cellules), il faut prendre plusieurs prĂ©cautions si on veut l'utiliser en lecture-Ă©criture[17] (ne pas y placer de fichier d'Ă©change «swap »).

Clé USB de sécurité

Contrairement à la clé USB traditionnelle, où l'usage consiste à stocker des fichiers sur un support amovible, la clé de sécurité ou dite « biométrique » réside dans le stockage d'information confidentielle par le biais de chiffrement de la clé et qui ne peut appartenir qu'à une seule personne. Sur le marché, il existe plusieurs variantes de clé avec leurs propres niveaux de sécurité ainsi que l'existence de plusieurs formes et formats.

Services compatibles avec des clés de sécurité

  • Facebook
  • Tous les services de Google
  • Dropbox
  • BitBucket
  • FastMail
  • DashLane
  • WordPress (CMS)

Concernant les navigateurs, peu d'entre eux ne sont pas adaptables aux clés de sécurité. Pour l'instant, les navigateurs Opéra et Google Chrome peuvent accueillir ce type de clé.

Virus et clé USB

De par leur usage massivement répandu, les clés USB sont un moyen privilégié pour propager les virus, hors internet. Cette transmission est généralement invisible de l'utilisateur, même si des cas se sont avérés où l'objectif était l'infection volontaire. Ainsi, en 2007 à Londres, des personnes malintentionnées ont délibérément laissé traîner des clés USB contenant des chevaux de Troie, dans le but d'infecter les ordinateurs de ceux qui les ramassaient[18].

Certains virus s'installent dans la clé de façon difficilement détectable (à la suite de l'ouverture d'une pièce jointe contenue dans un mail par exemple) et s'exécutent automatiquement lorsque la clé USB est branchée sur un ordinateur grâce à un « Autorun » (ouverture automatique).

Contrefaçon

Tromperie sur la capacité de stockage

Il existe des clĂ©s USB qui « mentent » : elles ont un espace de stockage rĂ©el moindre que la valeur affichĂ©e par le système d'exploitation[19]. Ces clĂ©s ont Ă©tĂ© fabriquĂ©es pour simuler une capacitĂ© beaucoup plus grande que leur capacitĂ© rĂ©elle (exemple : une clĂ© de 16 Mo qui affiche une capacitĂ© de 16 Go, une clĂ© de Go qui affiche 32 Go).

L'intérêt pour le fabricant et/ou le vendeur est de gagner davantage d'argent en escroquant son client.

Lorsque des fichiers sont écrits, la clé peut avoir différents comportements :

  • l'Ă©criture Ă©choue ;
  • l'unitĂ© disque se bloque ;
  • de façon plus subtile : les donnĂ©es prĂ©cĂ©dentes sont Ă©crasĂ©es (sans message d'erreur), les noms des fichiers prĂ©cĂ©dents restant listĂ©s. Cet Ă©crasement rendant impossible une rĂ©cupĂ©ration de donnĂ©es.

Ces différents comportements rendent difficile pour l'utilisateur la compréhension du dysfonctionnement. Un test consiste à copier des fichiers compressés (ex. : ZIP) de grand taille, puis vérifier leur intégrité avec le logiciel de compression approprié. Une signature de gros fichier peut aussi être demandée.

Pour l'anecdote, en 2011 sur le même principe une contrefaçon de disque dur externe (utilisant une clé USB) était découverte[20].

Il existe des logiciels qui permettent de vérifier si une clé USB est contrefaite ou non (ex. : H2testw[21], USB Flash Tools[22]) et de corriger (en l'abaissant) sa capacité de stockage (Chip Genius[23] - [24]).

USB killer

En apparence comparable à une clé USB, un USB killer (destructeur USB) est un dispositif électrique qui charge ses condensateurs à partir des broches d'alimentation du connecteur USB et les décharge rapidement sur celles de données. Ce dispositif totalement autonome permet donc la destruction instantanée et permanente de tous les appareils sur lesquels il est branché[25].

Apparitions

Historique des capacités

Historique des capacités des clés USB
Date Fabricant Modèle
2 To 2017 Kingston DataTraveler Ultimate GT 3.1 240 Mo/s en lecture et 160 Mo/s en Ă©criture (Premières informations)
To mars 2013[27] Kingston DataTraveler HyperX Predator 3.0 (240 Mo/s lecture et 160 Mo/s Ă©criture, 72 x 26,94 x 21 mm)[28]
512 Go DĂ©but 2013[27] Kingston DataTraveler HyperX Predator 3.0 (72 Ă— 26,94 Ă— 21 mm)[28]
256 Go juillet 2009[29] Kingston DataTraveler 300
128 Go juin 2009 Kingston DataTraveler 200
64 Go BUSlink
32 Go 2008 Netac Technology[30] OnlyDisk™
16 Go 2007 Netac Technology OnlyDisk™
Go BUSlink[31] Transcend
Go
Go
Go 2001 Netac Technology OnlyDisk™

Références

  1. (en) Matt Buchanan, « Object of Interest: The Flash Drive », sur newyorker.com, (consulté le )
  2. Sommet Kim-Trump : un logiciel espion dans un mini-ventilateur ?, sur lepoint.fr du 12 juin 2018, consulté le 22 janvier 2019
  3. "Kingston Digital onthult nieuw design 512GB USB flash drive", sur le site kingston.com du 7 janvier 2013.
  4. voir Microdrive
  5. Prise en main PKparis K'3 32 Go, sur le site 01net.com, consultĂ© le 17 mars 2015
  6. 01net. - Comment ça marche : la mémoire Flash
  7. (en) Robert L. Scheier, Not all USB drives are created equal, , computerworld.com.
  8. Considérations sur la fiabilité des SSD (1/3).
  9. (2/3).
  10. Stephane Chapentier, et (3/3), PCWorld.fr - .
  11. Considérations sur la fiabilité des SSD (3/3) (PCWorld.fr)
  12. Micro Hebdo, no 612, semaine du 7 au 13 janvier 2010, p. 14.
  13. Cette technologie n'a d'interet que si la vitesse de transfert de la clé est proche de celle du disque dur, ce qui est rarement le cas.
  14. Brevet d'invention INPI no FR2833735 (B1) - Philippe GALIPON & Pierre PACARD
  15. Installer Windows 8 sur une clé USB, sur le site pcastuces.com
  16. « Les composants d'une clé USB », sur Made to USB, (consulté le )
  17. OpenSUSE on the EeePC - openSUSE
  18. Le nombre d'attaques via les clés USB va grandissant
  19. De fausses clés USB qui 'mangent' vos données (2008).
  20. « L'AdS : le stockage perpétuel par les Chinois », Tom's Hardware, (consulté le ).
  21. Tester la fiabilité et la capacité d’une clé USB avec H2testw. (2010).
  22. « USB Flash Tools », .
  23. « Clé USB tools », USBDev.ru=27 mai 2013.
  24. « Réparer une clé USB qui ment sur sa taille », Max's blog, (consulté le ).
  25. « USB Killer, une clé USB destinée à détruire un ordinateur », sur http://www.clubic.com, (consulté le ).
  26. Guillaume Launay et Laure Noualhat, Grenelle phase 1, mise à feu réussie, dans Libération, 28 septembre 2007.
  27. Une clé USB de To chez Kingston, Tomshardware.fr du 8 janvier 2013
  28. Kingston : quatre clĂ©s USB 3.0, dont une de To, et 13 kits de DDR3 de Go (2 Ă— 2 Go) Ă  32 Go (4 Ă— 8 Go) Pcinpact.com 8 janvier 2013
  29. Article sur la clĂ© de 256 Go, sur 01net non trouvĂ© le 15 novembre 2016.
  30. Netac History
  31. D'après presence-pc.com

Annexes

Articles connexes

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