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SITCON 2021�RFID 硬體資安實戰

講者 : 捲毛

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簡介

  • 沈宇軒 - 捲毛

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  • 中興大學資工系 四年級
  • 前中興資訊社社長
  • 技能樹跟 YAMAHA 一樣亂的 S 級工具人

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什麼是RFID？

RFID(Radio Frequency IDentification)

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無線射頻辨識，是一種無線通訊技術，

廣泛應用在日常生活中。

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例如：

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悠遊卡、信用卡、ETC、圖書館

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低頻 ( LF )

高頻 ( HF )

超高頻( UHF )

微波 ( MW )

頻率

100～500 KHz

10~15MHz

433~950MHz

1GHz up

常見頻段

125KHz

135KHz

13.56MHz

433MHz

868~950MHz

2.45GHz

5.8GHz

通訊距離

50 公分以內

1.5 公尺以內

3～10 公尺

3～10 公尺

應用場合

門禁系統

動物識別

存貨控制

M1卡

圖書館管理

商品管理

體路車廂監控

倉儲管理

道路收費系統

高頻(HF)、低頻(LF)

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ID 卡、IC 卡

ID 卡 ( 低頻卡 125 KHz）

  • 通常用於門禁卡、電梯卡。
  • 卡片內只有一組 ID 卡號用來識別身份。
  • 卡號不做加密，複製容易，安全性低。

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IC 卡 ( 高頻卡 13.56MHz）

  • 通常用於門禁卡、悠遊卡、信用卡
  • 卡片內有 16 個扇區可作讀寫
  • 擁有雙向密鑰加密，安全性高。

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分辨方式

ID 卡

IC 卡

天線形狀為圓形

天線形狀為矩形

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分辨方式

ID 卡

IC 卡

使用用手機 NFC 掃描，有反應的就是 IC 卡。

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Mifare1 Card ( M1 Card )

是恩智浦半導體公司（NXP Semiconductors）開發的非接觸式 IC 卡。

�普遍在日常生活當中使用，如大眾運輸系統付費、商店小額消費、門禁安全系統、借書證等。

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M1 Card data structure

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區塊 0

區塊 1

區塊 2

區塊 3

區段 0

UID 唯一識別碼

資料區

資料區

金鑰

區段 1

資料區

資料區

資料區

金鑰

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

區段 15

資料區

資料區

資料區

金鑰

通常 UID 後面會存製造商資訊

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門禁系統

  • 門禁系統廣義分成 ID 、 IC 卡兩種。

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  • ID 卡不做加密所以能夠隨意拷貝，應用在許多門禁及電梯系統。

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  • IC 卡門禁廣泛運用，列如各大校園悠遊卡門禁，以及保全系統。

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UID 門禁

  • 只辨識卡片 UID 區塊的門禁系統，安全性低，無任何防盜拷機制，安全性等同於無任何防護的 ID 卡。

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  • UID 可能是 4,7,10 個 bytes，但通常只用 4 個 bytes。

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  • 列如 ： 多數家用電子鎖、各大校園學生證門禁系統、電梯感應卡

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Chinese magic card

  • 可更改 UID 的卡片稱為複製卡，大多由中國廠商製造。

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  • 國外稱為中國魔術卡
  • 主要分為四種：

uid、cuid、fuid、ufuid

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Chinese magic card

  • uid : 透過後門指令寫入
  • cuid : 透過正常指令寫入
  • fuid : 0 扇區只可寫入一次
  • Ufuid : 鎖卡前與 uid 相同

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校園門禁系統現況

  • 各大校園的門禁系統，沒有任何複製卡檢測機制，最基本的 UID 卡即可通過門禁系統。

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RFID 讀卡機 - 名詞介紹

  • 模擬 : 將設備模擬成卡片
  • 破解 : 破解卡片金鑰
  • 嗅嘆 : 監聽讀卡機與卡片之間的通訊

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RFID 讀卡機 - RC522

  • 價格低廉，約 50~100 元。
  • 須搭配 Arduino 使用。
  • 可讀寫卡，但無法嗅嘆、模擬、破解。

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RFID 讀卡機 – PN532

  • 價格普通，約 200~300 元。
  • 可讀寫卡，模擬、破解。
  • 無法嗅嘆。

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RFID 讀卡機 - proxmark 3

  • 價格昂貴，約 2000~5000 元。
  • 可讀寫卡，模擬、破解、嗅嘆。
  • 功能全面，可以獨立運作。

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DEMO – PN532

  • MifareOneTool
  • https://github.com/Crazycurly/MifareOneTool

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手機的部份

  • 讀卡
  • 寫卡
  • 模擬

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取得 UID 的奇淫技巧

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取得 UID 的奇淫技巧

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取得 UID 的奇淫技巧

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取得 UID 的奇淫技巧

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​

16 FE 91 21

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取得 UID 的奇淫技巧

  • 7-11 加值悠遊卡、一卡通時會有加值條碼，條碼第二行中包含的數字轉 16 進制後，可得到此卡的 UID 為 6F D1 A8 26。

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M1 Card decrypt

  • 每個扇區都有一組金鑰 AB。
  • 廠商一般不會對全部 16 扇區進行加密，沒有使用到的扇區便會使用默認密鑰，一般稱為「半加密卡」 。
  • 16 扇區全部加密稱為「全加密卡」。

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Nested 攻擊

  • 因為 M1 卡每一次刷卡時，密鑰交換採用的隨機數是「有規律」的如果已知其中一扇區的密鑰，就可根據隨機數的規律算出其他區的密鑰。

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  • 當卡片為半加密 or 已知一組金鑰情況下使用。

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Darkside 攻擊

  • Nested 攻擊可以輕易破解半加密卡但如果遇到全加密卡，就需要搭配使用 Darkside 攻擊。

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  • 所謂的 Darkside 攻擊其實就是暴力破解，但由於 M1 卡的認證機制有漏洞，所以會大大加快破解的速度。

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proxmark 3 全加密卡破解 - OO卡

  • 常見的 OO卡其實就是全加密卡，

一代 OO卡存在漏洞可使用 Darkside 搭配 Nested dump 出整張卡的內容。

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proxmark 3 全加密卡破解 - OO卡

  • 二代 OO卡已無漏洞，但仍然可以利用某 bike 站點，使用嗅探的方式搭配 hard Nested 破解。

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OO卡 與 智慧手環

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  • https://www.fuzzysecurity.com/tutorials/rfid/4.html

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EMV

  • EMV 是 Europay、MasterCard與 Visa，三家公司共同制定的晶片卡標準。

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手機與 EMV

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EMV 重放攻擊

  • 使用 Standalone mode 可以簡單實現 EMV 的重放攻擊。

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如何更安全?

  • 使用 ID 卡
  • 不使用悠遊卡門禁
  • 使用無漏洞的全加密卡
  • 盡量使用行動支付
  • 收好你的加值明細

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Thank you for your patience