Cle USB

Clé USB

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Exemple de clé USB avec son capuchon

On nomme clé USB un dongle contenant une mémoire de masse (une mémoire flash ou un mini disque dur), à laquelle on peut accéder en le branchant sur un port USB d’ordinateur ou, plus récemment, de certaines chaînes Hi-Fi, platines DVD de salon, autoradios, radiocassettes, etc.

Sommaire

Description et fonctionnement

Icone d’une clé USB

Les clés USB sont alimentées en énergie par la connexion USB de l’ordinateur sur lequel elles sont branchées. Donc, elles ne nécessitent généralement pas de batteries ou de piles. Elles sont insensibles à la poussière et aux rayures, contrairement aux disquettes, aux CD ou aux DVD, ce qui leur donne un indéniable avantage au niveau de la fiabilité. En 2008, les clés commercialisées sont en format USB 2.0. Les clés USB sont relativement standardisées, cependant certaines ne sont pas compatibles avec certains systèmes d’exploitation, nécessitant l’installation d’un pilote.

La capacité d’une clé USB peut varier de quelques mégaoctets à quelques gigaoctets. Au début de 2008, les clés les plus fréquentes ont 1, 2 ou 4 gigaoctets, et jusqu’à 256 gigaoctets pour les plus chères. La capacité réelle est légèrement inférieure à celle qui est annoncée (voir les explications).

On trouve maintenant des clés USB basées sur des mini disques durs (voir Microdrive). Elles affichent des capacités encore plus importantes pour des prix plus raisonnables. Elles sont aussi alimentées par le bus USB. Par rapport aux clés USB à mémoire flash, leurs débits sont généralement meilleurs, mais les temps d’accès sont plus longs. Elles sont aussi un peu plus fragiles et peuvent chauffer en cas d’utilisation intensive. De plus, leur taille est légèrement plus grande mais elles tiennent toujours facilement dans la poche.

Caractéristiques

Durée de vie

La durée de vie (ou MTBF) de la clef elle-même n'est pas spécifiée et peut tomber en panne au bout de quelques mois comme de quelques années, menant à une perte partielle ou totale des données.

Les constructeurs annoncent une conservation des données pendant au moins dix ans, voire beaucoup plus[1]. Computerworld se montre plus réservé et attire l'attention sur les différences importantes existant entre différents modèles[2] dans son article Not all USB drives are created equal. Cette durée 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[3] ; la qualité de l'isolation définira donc la durée de rétention.

Attention à ne pas confondre cette durée de rétention avec la durée de vie de la clef, qui peut tomber en panne ou perdre des données bien avant celle-ci.

La perte de données peut alors être causée par :

  • la rétention des données limitée, due à la Mémoire flash.
  • une panne de la clé, comme tout autre matériel.
  • un problème logiciel au niveau du système d’exploitation.
  • une erreur de manipulation logicielle de la part de l’utilisateur.
  • une erreur de manipulation matérielle ; elle n'est pas indestructible, bien que plus résistante que d'autres supports de stockage.

Dans tous les cas, il est important de procéder à des sauvegardes régulières pour éviter la perte de données.

Performances

Les performances dépendent beaucoup de la conception du modèle, incluant le choix des composants, de l'architecture et du contrôleur mémoire. Des techniques telles que l'amplification d'écriture influent sur les performances[4]. Elles peuvent aussi 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 également du nombre de fichiers copiés et de l'organisation du contenu de la clé. On peut donc 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.

Readyboost

Avec Windows Vista est apparue la certification Readyboost qualifiant une clé USB pour alléger la charge du disque dur au moment du lancement d'un PC (la clé USB n'est pas plus rapide qu'un disque dur, au contraire, mais ne souffre en revanche pas de temps de latence pour l'accès à chaque fichier ralentissant la lecture : (le bilan peut donc être positif). Voir l'article concernant ce sujet pour détails.

Variantes

Certaines clés sont couplées avec :

  • un lecteur intégré d'empreintes digitales permettant l'authentification par biométrie du porteur de la clé USB (Brevet d'invention INPI n°FR2833735 (B1) - Philippe GALIPON & Pierre PACARD) ;
  • 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 FM, avec éventuellement la possibilité d’en enregistrer le flux dans la mémoire intégrée ;
  • un micro, les sons qu’il capte étant enregistrés dans la mémoire intégrée, faisant alors office de dictaphone ;
  • un indicateur externe permettant d’évaluer quel pourcentage de la mémoire est utilisée.
  • Un lecteur de carte SIM.
  • Il existe aussi des clés USB 3 G+ qui sont des téléphones portables sans touches ni écran ni clavier et possédant une carte SIM qui permettent de se connecter à Internet sans brancher l'ordinateur à la ligne téléphonique. Ce produit est destiné aux utilisateurs d'ordinateurs portables afin qu'ils puissent se connecter à Internet n'importe où.
  • Les clé USB peuvent servir de tuner sur lequel on branche une antenne de télévision pour capter la radio et les chaines de télé comme la TNT ( Télévision Numérique Terrestre, dix huit chaines numériques gratuites captables en France).
  • Certaine clés peuvent émettre et recevoir des infrarouges, pour transmettre et recevoir des informations provenant d'appareil utilisant eux aussi les infrarouges.

On trouve aussi des clés USB dans certains couteaux suisses.

Il est fréquent qu’une clé offre deux partitions, une publique et une dont l’accès est soumis à un mot de passe. La clé peut alors contenir, en toute sécurité, des données confidentielles que l’on tient à garder sous la main (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. En 2008, Windows ne sait (ou peut-être ne veut, pour éviter le piratage[réf. nécessaire]) pas le faire.

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 de 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° 4) via un bus de données/adresses sur 8 lignes.
  3. JP1 et JP2 : deux connecteurs avec 10 pins, 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.

Autour de ces composants, on peut remarquer des condensateurs et des résistances.

Comparaison avec les autres mémoires de masse

Les disquettes ne sont plus guère utilisées depuis 2006, à cause de leur faible capacité (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, qui nécessitent l’installation de pilotes pour l’utilisation d’une clé USB) et leur facilité de démarrage. La gestion de l’USB est en effet extrêmement complexe, et donc relativement volumineuse en lignes de code; En conséquence, elle n’est pas encore présente dans tous les BIOS.

Clé USB et logiciels intégrés

Article détaillé : Application portable.

Système U3

Exemple de clé SanDisk intégrant le logiciel U3
Article détaillé : Clé USB U3.

Certaines clés USB sont équipées du format logiciel U3 créé à l'initiative d'un groupement de fabricants de clés dont les sociétés Scan Disk 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 élégante 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 des clés USB permet d’y installer des logiciels et de se déplacer partout avec ses données et ses logiciels préférés. Avec les BIOS actuels (2008), on peut même booter un système complet depuis une clé .

Des sites Web commencent à proposer des « packs préconstruits » 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. 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[5], et en particulier ne surtout pas y placer de fichier d'échange (swap).

Virus et clé USB

Un nouveau type de menace de sécurité a fait son apparition en 2007 à Londres, où 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.[6]

Apparitions

Historique des capacités

Historique des capacités des clés USB
Date Fabriquant Modèle
256go juillet 2009[8] Kingston DataTraveler 300
128go Juin 2009 Kingston DataTraveler 200
64go Avril 2006[9] BUSlink
32go 2008 Netac Technology[10] OnlyDisk™
16go 2007 ("first Ultra-high") Netac Technology OnlyDisk™
8go BUSlink[11]
4go
2go
1go 2001 Netac Technology OnlyDisk™

Notes et références

Voir aussi

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