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Les bit fields avec PowerShell

#powershell
Publié le 11 septembre 2025 13 minutes de lecture

Définition

Les bit fields (ou champs de bits en français) sont des attributs qui stockent plusieurs informations (options, états, permissions…) sous forme de bits individuels dans un seul nombre entier. Chaque bit (ou combinaison de bits) représente une option ou une propriété différente. Le nombre entier final correspond à l’addition de toutes les options entre-elles.

On parle aussi parfois d’attributs à indicateurs ou d’attributs à valeurs de drapeaux.

Attributs bit fields dans Active Directory

On en retrouve quelques exemples dans Active Directory :

Attribut DSHeuristics

Le champ DSHeuristics, même si il contient un nombre entier qui en apparence ne veut pas dire grand-chose, n’est pas un bit field ! Pour cet attribut, c’est la position du caractère qui indique une valeur. Plus d’informations ici : attribut DS-Heuristics - Win32 apps | Microsoft Learn

Cas pratique

Table de valeur

Un bit field ne peut être compris qu’avec une table de correspondance qui indique clairement la signification de chaque bit. Sans elle, on ne peut pas comprendre la valeur 16 par exemple.

Voici le tableau de valeurs pour l’attribut Active Directory msDS-Supported-Encryption-Type :

Valeur décimale Valeur hexadécimale Supported Encryption Types
1 0x1 DES_CRC
2 0x2 DES_MD5
4 0x4 RC4
8 0x8 AES_128
16 0x10 AES_256

Le nom des méthodes de chiffrement indiquées dans le tableau a été simplifié pour plus de lisibilité.

Valeurs de base

Si la valeur de l’attribut msDS-Supported-Encryption-Type est égale à 16, on sait (grâce à la table) que cela signifie “AES_256”. 1, 2, 4, 8 et 16 sont appelées valeurs de base car elles n’utilisent qu’un bit. Elles sont donc compréhensibles immédiatement et sans avoir besoin de faire de calcul.

Combinaison de bits

Comme un bit field peut stocker plusieurs informations en un seul nombre entier, il est rare que la valeur se limite à 1, 2, 4, 8 ou 16. Pour un bit field sur 5 bits, les valeurs possibles peuvent varier de 1 (2⁰) à 31 (2⁵-1).

Comment comprendre la valeur 24 ou 29 par exemple ? Il y a deux options :

Calcul en décimal

Le calcul en décimal consiste simplement à additionner les différentes valeurs de base pour obtenir la valeur cible. Ainsi les valeurs suivantes peuvent être trouvées :

Comme on connaît la signification des valeurs de base, on comprend alors que 24 signifie “AES_256” (16) et “AES_128” (8).

Calcul en binaire

Le calcul binaire permet d’approcher le problème de manière plus programmatique. La première étape est de convertir nos valeurs de base en binaire. Cela permet de rappeler qu’un seul bit est défini à 1 pour l’ensemble de nos valeurs de base :

Pour convertir un nombre décimal en binaire avec PowerShell :

$i = 29 # nombre à convertir
[Convert]::ToString($i, 2)

Une fois le nombre binaire représenté dans un tableau avec une colonne par option, on obtient la signification de 24 et 29 :

Valeur décimale AES_256 AES_128 RC4 DES_MD5 DES_CRC
1 0 0 0 0 1
2 0 0 0 1 0
4 0 0 1 0 0
8 0 1 0 0 0
16 1 0 0 0 0
24 1 1 0 0 0
29 1 1 1 0 1

Il ne reste plus qu’à lire le tableau : si la valeur d’une colonne est définie à 1, alors l’option est active. Voici donc la signification des nombres suivants :

Lecture avec PowerShell

Il existe plusieurs méthodes pour déchiffrer un bit field. Dans tous les cas, la première étape consiste à construire ou au moins connaître la table de correspondance pour le bit field.

Énumération .NET

La première méthode utilise l’énumération .NET (C#) avec l’attribut [System.Flags], spécialement conçu pour les bit fields. On va commencer par créer l’énumération en indiquant la table de valeur :

Add-Type -TypeDefinition @'
[System.Flags]
public enum SupportedEncryptionType {
    DES_CRC = 1,
    DES_MD5 = 2,
    RC4 = 4,
    AES_128 = 8,
    AES_256 = 16
}
'@

Les noms des membres de la table (exemple : AES_256) ne peuvent pas contenir d’espace. C’est la raison de l’utilisation des underscores (_).

Pour utiliser cette méthode, il faut simplement invoquer notre énumération nouvellement créée et indiquer le nombre entier à déchiffrer :

[SupportedEncryptionType]29

On obtient alors la signification du nombre 29 : DES_CRC, RC4, AES_128, AES_256. Cette méthode est idéale pour obtenir toutes les options pour un nombre entier donné.

Source : https://learn-powershell.net/2016/03/07/building-a-enum-that-supports-bit-fields-in-powershell/

Opérateur Bitwise AND (-band)

Fonctionnement théorique

L’opérateur “Bitwise AND” (que l’on pourrait traduire par opérateur ET bit à bit) permet de savoir simplement si un bit est actif sur un nombre entier en retournant le ou les bits en commun entre les deux nombres. Une comparaison ET bit à bit revient à passer les nombres décimaux en binaire est appliquer l’opération suivante sur chaque bit :

Si le résultat final en décimal est 0, alors il n’y a aucun bit en commun entre les deux nombres. Sinon, il y a au moins un bit en commun entre les deux nombres. Dans le cas d’un bit field, si un bit partagé cela signifie que l’option est active.

Voici un exemple de la comparaison “Bitwise AND” entre 24 et 16 :

11000 = 24
10000 = 16
-----
10000 = 16

Voici un autre exemple entre 24 et 4 :

11000 = 24
00100 = 4
-----
00000 = 0

Fonctionnement pratique

Pour faire cette comparaison rapidement avec PowerShell, il existe l’opérateur -band :

Comparaison Résultat
24 -band 16 16
24 -band 4 0

Cet opérateur peut être utilisé dans le cadre d’un filtre avec Where-Object pour détecter facilement si un bit est présent sur un attribut. Ici par exemple, on affiche tous les nombres entre 0 et 31 qui ont le bit n°2 actif (“DES_MD5” dans le cas de msDS-Supported-Encryption-Type) :

1..31 | Where-Object { $_ -band 2 }

Pour toutes les valeurs possibles d’un bit field (31 dans ce cas), on retrouve le bit n°2 dans 50% des cas (16 valeurs sur 31). Cette règle est valable pour toutes les valeurs de base comme 1, 4, 8 ou 16.

Même si cette méthode est moins efficace que l’énumération .NET, il est possible de lister toutes les options d’un bit field avec l’opérateur -band. Comme toujours, la première étape est de créer la table de valeur :

$table = @'
Name,Value
DES_CRC,1
DES_MD5,2
RC4,4
AES_128,8
AES_256,16
'@ | ConvertFrom-Csv
$table | ForEach-Object { $_.value = [int]$_.value }

Ici une conversion en entier de la colonne “Value” est faite puisque le format CSV traite toutes les informations comme des chaines de caractères par défaut. Cette conversion permet de faire des opérations mathématique sur la colonne de manière sécurisée.

Il ne reste plus qu’à exploiter la table de valeur pour lister toutes les options :

$i = 24
($table | Where-Object {($_.Value -band $i) -ne 0}).Name

Sans utiliser l’opérateur -band

Cette méthode illustre la décomposition d’un nombre en puissances de deux, comme on le ferait à la main. Ici on récupère la variable $table créée précédemment pour faire le calcul en décimal.

Le principe est simple :

$i = 21
$table | Sort-Object Value -Descending | ForEach-Object {
    $value = $_.Value
    Write-Host "Testing $($_.Name) with value $value" -ForegroundColor Yellow
    if ($i -ge $value) {
        Write-Host "  $i is larger or equal to $value"
        $sub = $i - $value
        Write-Host "  New value is $sub because $i - $value = $sub"
        if ($i -ne $sub) {
            $i = $sub
            Write-Host "    Option '$($_.Name)' is enabled!" -ForegroundColor Green
        } 
    }
    else {
        Write-Host "  Ignored: $i is lower than $value" -ForegroundColor DarkGray
    }
}

Tout le détail est affiché dans la console, ce qui donne ce résultat pour la valeur 21 :

Testing AES_256 with value 16
  21 is larger or equal to 16
  New value is 5 because 21 - 16 = 5
    Option 'AES_256' is enabled!
Testing AES_128 with value 8
  Ignored: 5 is lower than 8
Testing RC4 with value 4
  5 is larger or equal to 4
  New value is 1 because 5 - 4 = 1
    Option 'RC4' is enabled!
Testing DES_CBC_MD5 with value 2
  Ignored: 1 is lower than 2
Testing DES_CBC_CRC with value 1
  1 is larger or equal to 1
  New value is 0 because 1 - 1 = 0
    Option 'DES_CBC_CRC' is enabled!

Calcul du tableau complet

Dans certaines documentations Microsoft (comme celle sur l’attribut msDS-SupportedEncryptionTypes), on y retrouve parfois un tableau qui liste l’intégralité des valeurs possibles du bit field.

Il est possible de générer ce tableau de manière programmatique avec le code suivant :

Add-Type -TypeDefinition @'
[System.Flags]
public enum SupportedEncryptionType {
    DES_CRC = 1,
    DES_MD5 = 2,
    RC4 = 4,
    AES_128 = 8,
    AES_256 = 16
}
'@

1..31 | ForEach-Object {
    $int = $_
    $hex = '0x' + ([Convert]::ToString($int, 16)).ToUpper()
    $bits = 0..4 | ForEach-Object {
        $val = [math]::Pow(2, $_)
        if ($int -band $val) { $val }
    }
    [PSCustomObject]@{
        Int     = $int
        Hex     = $hex
        Calc    = $bits -join '+'
        Meaning = [supportedEncryptionType]$int
    }
}

Et voici le résultat pour l’attribut msDS-Supported-Encryption-Type :

Int Hex Calc Meaning
1 0x1 1 DES_CRC
2 0x2 2 DES_MD5
3 0x3 1+2 DES_CRC, DES_MD5
4 0x4 4 RC4
5 0x5 1+4 DES_CRC, RC4
6 0x6 2+4 DES_MD5, RC4
7 0x7 1+2+4 DES_CRC, DES_MD5, RC4
8 0x8 8 AES_128
9 0x9 1+8 DES_CRC, AES_128
10 0xA 2+8 DES_MD5, AES_128
11 0xB 1+2+8 DES_CRC, DES_MD5, AES_128
12 0xC 4+8 RC4, AES_128
13 0xD 1+4+8 DES_CRC, RC4, AES_128
14 0xE 2+4+8 DES_MD5, RC4, AES_128
15 0xF 1+2+4+8 DES_CRC, DES_MD5, RC4, AES_128
16 0x10 16 AES_256
17 0x11 1+16 DES_CRC, AES_256
18 0x12 2+16 DES_MD5, AES_256
19 0x13 1+2+16 DES_CRC, DES_MD5, AES_256
20 0x14 4+16 RC4, AES_256
21 0x15 1+4+16 DES_CRC, RC4, AES_256
22 0x16 2+4+16 DES_MD5, RC4, AES_256
23 0x17 1+2+4+16 DES_CRC, DES_MD5, RC4, AES_256
24 0x18 8+16 AES_128, AES_256
25 0x19 1+8+16 DES_CRC, AES_128, AES_256
26 0x1A 2+8+16 DES_MD5, AES_128, AES_256
27 0x1B 1+2+8+16 DES_CRC, DES_MD5, AES_128, AES_256
28 0x1C 4+8+16 RC4, AES_128, AES_256
29 0x1D 1+4+8+16 DES_CRC, RC4, AES_128, AES_256
30 0x1E 2+4+8+16 DES_MD5, RC4, AES_128, AES_256
31 0x1F 1+2+4+8+16 DES_CRC, DES_MD5, RC4, AES_128, AES_256
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Article écrit par Léo Bouard

Ingénieur systèmes spécialisé dans les infrastructures, les technologies et l'écosystème Microsoft. Je travaille depuis plus de cinq ans sur les questions de gestion d'identité, d'outils collaboratifs et d'automatisation.

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