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RFID 渗透测试

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简介

射频识别（RFID） 是最流行的短距离射频解决方案。通常用于存储和传输标识实体的信息。

RFID 标签可以依赖自己的电源（主动），如嵌入式电池，或从读取天线接收的无线电波中**感应的电流（被动）**来获得电源。

类别

EPCglobal 将 RFID 标签分为六类。每个类别中的标签具有前一类别中列出的所有功能，使其向后兼容。

  • Class 0 标签是在UHF频段中运行的被动标签。供应商在生产工厂预编程它们。因此，您无法更改存储在其内存中的信息。
  • Class 1 标签也可以在HF频段中运行。此外，它们在生产后只能写入一次。许多 Class 1 标签还可以处理它们接收到的命令的循环冗余检查（CRC）。CRC 是用于错误检测的命令末尾的几个额外字节。
  • Class 2 标签可以多次写入。
  • Class 3 标签可以包含嵌入式传感器，可以记录环境参数，如当前温度或标签的运动。这些标签是半被动的，因为虽然它们有嵌入式电源，如集成电池，但它们无法与其他标签或读取器启动无线通信。
  • Class 4 标签可以与同一类别的其他标签启动通信，使它们成为主动标签。
  • Class 5 标签可以为其他标签提供电源并与所有先前的标签类别进行通信。Class 5 标签可以充当RFID 读取器。

存储在 RFID 标签中的信息

RFID 标签的存储器通常存储四种数据：标识数据，用于标识标签附加的实体的数据（此数据包括用户定义的字段，如银行账户）；补充数据，提供有关实体的进一步 详细信息；控制数据，用于标签的内部配置；标签的制造商数据，其中包含标签的唯一标识符（UID）和有关标签的生产、类型和供应商的详细信息。您会在所有商用标签中找到前两种数据；最后两种数据可能会根据标签的供应商而有所不同。

ISO 标准指定了应用系列标识符（AFI）值，这是指示标签所属对象类型的代码。ISO 还指定了另一个重要寄存器，即数据存储格式标识符（DSFID），它定义了用户数据的逻辑组织。

大多数 RFID 安全控制都具有限制对每个用户存储器块和包含 AFI 和 DSFID 值的特殊寄存器的读取或写入操作的机制。这些锁定 机制使用存储在控制存储器中的数据，并具有供应商预配置的默认密码，但允许标签所有者配置自定义密码。

低频和高频标签比较

低频 RFID 标签（125kHz）

低频标签通常用于不需要高安全性的系统：建筑门禁、对讲钥匙、健身会员卡等。由于其较长的范围，它们方便用于付费停车场：驾驶员无需将卡片靠近读卡器，因为它可以从较远处触发。与此同时，低频标签非常简单，数据传输速率低。因此，对于保持余额和加密等复杂的双向数据传输是不可能的。低频标签仅传输其简短的 ID，没有任何身份验证手段。

这些设备依赖被动 RFID 技术，工作在30 kHz 到 300 kHz 的范围内，尽管更常用的是 125 kHz 到 134 kHz：

  • 长距离 — 低频转换为更长的范围。有一些 EM-Marin 和 HID 读卡器，可以在长达一米的距离内工作。这些通常用于停车场。
  • 简单协议 — 由于数据传输速率低，这些标签只能传输其简短的 ID。在大多数情况下，数据未经身份验证，也没有任何保护措施。一旦卡片在读卡器的范围内，它就开始传输其 ID。
  • 低安全性 — 这些卡片可以轻松复制，甚至可以从别人口袋中读取，因为协议的简单性。

常见的 125 kHz 协议：

  • EM-Marin — EM4100、EM4102。CIS 中最流行的协议。由于其简单性和稳定性，可以从大约一米处读取。
  • HID Prox II — HID Global 推出的低频协议。这个协议在西方国家更受欢迎。它更复杂，该协议的卡片和读卡器相对昂贵。
  • Indala — 由 Motorola 推出的非常古老的低频协议，后来被 HID 收购。与前两者相比，您不太可能在野外遇到它，因为它正在退出使用。

实际上，还有许多低频协议。但它们都在物理层上使用相同的调制，并且可以被认为在某种程度上是上述列出的协议的变体。

攻击

您可以使用 Flipper Zero 攻击这些标签：

{% content-ref url="../todo/radio-hacking/flipper-zero/fz-125khz-rfid.md" %} fz-125khz-rfid.md {% endcontent-ref %}

高频 RFID 标签（13.56 MHz）

高频标签用于更复杂的读卡器-标签交互，当您需要加密、大规模双向数据传输、身份验证等时。
通常用于银行卡、公共交通和其他安全通行证。

高频 13.56 MHz 标签是一组标准和协议。它们通常被称为 NFC，但这并不总是正确的。在物理和逻辑层上使用的基本协议集是 ISO 14443。高级协议以及替代标准（如 ISO 19092）都是基于它的。许多人将这项技术称为近场通信（NFC），这是指在 13.56 MHz 频率上运行的设备的术语。

简单来说，NFC 的架构如下：由制作卡片的公司选择传输协议，并基于低级 ISO 14443 实施。例如，NXP 发明了自己的高级传输协议称为 Mifare。但在较低级别上，Mifare 卡基于 ISO 14443-A 标准。

Flipper 可以与低级 ISO 14443 协议、以及用于银行卡的 Mifare Ultralight 数据传输协议和 EMV 进行交互。我们正在努力添加对 Mifare Classic 和 NFC NDEF 的支持。对构成 NFC 的协议和标准进行深入了解值得单独一篇文章，我们计划稍后发布。

所有基于 ISO 14443-A 标准的高频卡都有一个唯一的芯片 ID。它充当卡片的序列号，类似于网络卡的 MAC 地址。通常，UID 为 4 或 7 字节长，但很少会达到 10。UID 不是秘密，很容易读取，有时甚至印在卡片上。

许多访问控制系统依赖 UID 进行身份验证和授权。有时，即使 RFID 标签支持加密，也会发生这种情况。这种误用使它们在安全性方面降至与愚蠢的125 kHz 卡相同的水平。虚拟卡（如 Apple Pay）使用动态 UID，以便手机所有者不会使用其支付应用程序开门。

  • 短距离 — 高频卡专门设计为必须靠近读卡器。这也有助于保护卡片免受未经授权的交互。我们设法实现的最大读取范围约为 15 厘米，这是通过定制的高范围读卡器实现的。
  • 高级协议 — 高达 424 kbps 的数据传输速度允许具有完整双向数据传输的复杂协议。这反过来允许加密、数据传输等。
  • 高安全性 — 高频非接触式卡片在安全性方面不逊于智能卡。有些卡片支持像 AES 这样的加密强算法，并实现了非对称加密。

攻击

您可以使用 Flipper Zero 攻击这些标签：

{% content-ref url="../todo/radio-hacking/flipper-zero/fz-nfc.md" %} fz-nfc.md {% endcontent-ref %}

或使用 proxmark：

{% content-ref url="../todo/radio-hacking/proxmark-3.md" %} proxmark-3.md {% endcontent-ref %}

参考资料

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