Clé USB

Pour les articles homonymes, voir Clé.

Une clé USB est un support de stockage amovible qui se branche sur le port Universal Serial Bus d'un ordinateur, ou, plus récemment, de certaines chaînes Hi-Fi, platines DVD de salon, autoradios, radiocassettes, téléviseurs, etc. Une clé USB contient une mémoire flash et possède pas ou peu d'élément mécanique, ce qui la rend très résistante aux chocs.

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

Elle permet de déplacer des fichiers simplement.

Utilisation et sécurité

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 ordinateur et donne la possibilité de sortir assez facilement une copie électronique d'un document confidentiel d'une entreprise ou de l'administration publique^[1].

Une clé USB rétractable

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 sont au format « USB 2.0 ».

En 2010, beaucoup de produits commercialisés utilisent 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, Seven et Windows 8, Mac OS X et toutes les distributions Linux). 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 affichent des capacités allant de quelques Mo à 1 To^[2].

Les clés USB basées sur des mini disques durs^[3] ont un débit généralement meilleur que les clés USB à mémoire flash^{[réf. nécessaire]}, 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.

Ces nouvelles générations de clés USB 3.0 peuvent être de très faible dimension et certaines sont plus petites qu'une pièce de 1 euro^[4].

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

Icône d’une clé USB

La durée de vie (ou MTTF) 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 minutes 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]. Le magazine Computerworld se montre plus réservé en attirant l'attention sur les écarts importants existant entre les différents modèles^[7] dans son article Not all USB drives are created equal. 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] ; la qualité de l'isolation définirait donc la durée de conservation.

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 données limitée, due à la mémoire flash ;
• une panne de la clé, comme tout autre matériel ;
• un problème logiciel affectant le système d’exploitation ;
• une erreur de manipulation logicielle de la part de l’utilisateur ;
• une erreur de manipulation matérielle : bien qu'elle soit plus résistante 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^[9]. 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.^[10]

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. 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 ms est meilleur que les quelques dizaines de ms 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 données téléchargées sur la clé, généralement au format de chiffrement Advanced Encryption Standard (AES) possédant des clés de 128 ou 256 bits selon les modèles ;
• un lecteur intégré d'empreintes digitales permettant l'authentification par biométrie du porteur de la clé USB^[11] ;
• un système embarqué de sécurité sans contact NFC qui permet de déverrouiller et rendre visible l'accès à la mémoire de masse^[12] 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 numériques miniatures (la clé avec une pile AAA et un écouteur pèse environ 60 grammes) ;
• un syntoniseur de radio FM, avec éventuellement la possibilité d’en enregistrer le flux dans la mémoire intégrée, ou de télévision numérique terrestre. Dans ce dernier cas, il est nécessaire de raccorder une antenne à la clé ;
• un micro, les sons qu’il capte étant enregistrés dans la mémoire intégrée. La clé 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 données à un réseau de téléphonie mobile (« clé 3G »). Dans ce cas la clé embarque un terminal de téléphonie mobile et une carte SIM ;
• une interface IrDA pour la communication avec des appareils mobiles.
• un récepteur 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 à partir de sa version ME ou 2000 en natif (l’utilisation d’une clé USB nécessite l’installation d’un pilote sous Windows 98 SE).
• Mac OS 9.1 ou supérieure.
• Linux avec un noyau ultérieur à 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^[13].

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.

À l’intérieur (64 Mo)

Clé USB sans sa coque protectrice

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 (n^o4) via un bus de données/adresses sur 8 lignes.
3. JP1 et JP2 : deux connecteurs avec 10 broches, principalement pour les tests et le débogage.
4. Hynix Semiconductor HY27USxx121M, mémoire flash qui contient 4 096 blocs indépendants (chacun avec 16 kilooctets), soit 64 mégaoctets au total.
5. Un oscillateur à quartz SKC Shin Chang Electronics cadencé à 12 MHz.
6. Une LED pour indiquer l’activité de la clé.
7. Un interrupteur à deux positions pour protéger la clé en écriture.
8. Une zone vierge prête à recevoir une autre mémoire flash pour offrir un modèle de 128 mégaoctets sans avoir à créer un autre schéma.

Comparaison avec les autres mémoires de masse

Les disquettes ne sont plus guère utilisées depuis 2006, à 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'équipent plus en standard les ordinateurs depuis 2005. Les PC possèdent en revanche une interface USB, car ils sont définis comme tels par les spécifications annuelles élaborées en commun par Microsoft et Intel. Les clés USB sont plus rapides que les disquettes, contiennent plus de données et ne nécessitent pas de lecteur spécifique. Les disquettes subsistent de façon optionnelle pour leur facilité d’utilisation avec d’anciens systèmes d’exploitation (comme Windows 98 SE, qui nécessite l’installation d'un pilote pour l’utilisation d’une clé USB) et leur facilité de démarrage.

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 booter 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 clé USB. Il suffit d’extraire l’ISO d’un Live CD sur cette clé et de la rendre amorçable (voir Live USB). En revanche, le nombre d'écritures sur une clé USB étant techniquement limité (10 000 à 100 000 selon la technologie de réalisation des cellules), il faut prendre plusieurs précautions si on veut l'utiliser en lecture-écriture^[14] (ne pas y placer de fichier d'échange «swap »).

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^[15].

Contrefaçon

Tromperie sur la capacité de stockage

Il existe des clés USB qui "mentent" : elles ont un espace de stockage réel moindre que la valeur affichée par le système d'exploitation^[16]. Ces clés ont été fabriquées pour simuler une capacité beaucoup plus grande que leur capacité réelle (exemple : une clé de 16 Mo qui affiche une capacité de 16 Go, une clé de 4 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'écriture échoue
• l'unité disque se bloque
• de façon plus subtile : les données précédentes sont écrasées (sans message d'erreur), les noms des fichiers précédents restant listés. Cet écrasement rendant impossible une récupération de données.

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^[17].

Il existe des logiciels qui permettent de vérifier si une clé USB est contrefaite ou non (ex : H2testw^[18], USB Flash Tools^[19]) et de corriger (en l'abaissant) sa capacité de stockage (Chip Genius^[20],[21]).

Apparitions

• Dans l’émission télévisée Salut les Terriens !, créée et présentée par Thierry Ardisson, ce dernier lance les vidéos en connectant une clé USB à un hub. C’est cette connexion qui, en régie, déclencherait le lancement du sujet enregistré.
• Depuis peu, certains artistes utilisent la clé USB comme support pour leurs albums : ainsi, Brett Anderson, l'ancien chanteur de Suede, a offert son nouvel album Wilderness sous forme d'une clé USB à tous les spectateurs de son concert au Mermaid theatre en juillet 2008.
• Le 27 septembre 2007, lors du Grenelle Environnement, ce sont des clés USB qui ont été choisies comme support pour le rapport de 1 000 pages qui a été remis par les six groupes de travail au ministre de l’écologie français Jean-Louis Borloo, ceci de manière symbolique, afin de montrer que, par respect pour l’environnement, il est nécessaire d’économiser le papier^[22].

Historique des capacités

Notes et références

Articles connexes

• Mémoire vive
• Mémoire morte
• Clé U3
• Carte SD
• Disque dur
• ReadyBoost

• Portail de l’informatique