0x00 前言

之前一直想要玩無(wú)線安全，旺財(cái)大牛說(shuō)門檻低（哪里低啦=。=web狗表示我很笨啊，汪汪），于是乎入手了ACR122u，想從NFC開(kāi)始入坑，就有了這篇文章，先普及下基本知識(shí)。

Mifare Classic card提供1k-4k的容量，我們經(jīng)常見(jiàn)到的是Mifare Classic 1k(S50)，也就是所謂的M1卡。M1卡有從0到15共16個(gè)扇區(qū)，并且每個(gè)扇區(qū)都有獨(dú)立的密碼，每個(gè)扇區(qū)配備了從0到3共4個(gè)段，每個(gè)段可以保存16字節(jié)的內(nèi)容，反正從0開(kāi)始數(shù) 就對(duì)了（和數(shù)組下標(biāo)為0開(kāi)始一樣）。

每個(gè)扇區(qū)的第4段呢是用來(lái)保存KeyA，KeyB和控制位的，每張卡還有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)的UID號(hào)，具體的卡結(jié)構(gòu)大家可以百度一下看看。

我們本文的研究對(duì)象就是這玩意兒，谷歌告訴我們，這種卡類的攻擊方式大概分為這么幾種：

1）暴力破解

爆破對(duì)于M1卡的破解來(lái)說(shuō)比較有效，因?yàn)镸1卡是被動(dòng)卡，需要讀卡器來(lái)供能，切斷供能后卡的臨時(shí)數(shù)據(jù)就丟失了，也就是說(shuō)不會(huì)存在輸入過(guò)多錯(cuò)誤密碼后造成的鎖死之類的情況
FFFFFFFFFFFF、A0B0C0D0E0F0等等都是M1白卡的默認(rèn)密碼，所以當(dāng)我們使用mfoc這樣的工具來(lái)爆破的時(shí)候基本上都是用這些默認(rèn)密碼來(lái)填充剩余扇區(qū)的密碼。

2）重放攻擊

剛剛我們說(shuō)了M1卡是被動(dòng)卡，當(dāng)它被供能的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)列，切斷供能后數(shù)據(jù)不會(huì)保存，再次供能又會(huì)產(chǎn)生一模一樣的數(shù)列，然后就可以控制切斷，再次供能的時(shí)間計(jì)算出這個(gè)數(shù)列，進(jìn)行重放攻擊來(lái)達(dá)到修改數(shù)據(jù)的目的。

3）克隆卡片（卡復(fù)制）

M1卡的扇區(qū)可以保存數(shù)據(jù)，所以大部分的卡片會(huì)選擇加密扇區(qū)后保存數(shù)據(jù)，我們可以用 uid卡來(lái)進(jìn)行復(fù)制，每張M1卡在0扇區(qū)第1段都有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)，而且是保護(hù)無(wú)法修改的，uid 卡就是沒(méi)有設(shè)定0扇區(qū)保護(hù)的卡，所以你可以隨意的修改你想要的uid，這樣我們就可以克隆出一張連uid都相同的卡片了。（但是要注意不要把00扇區(qū)弄 壞，之前測(cè)試的時(shí)候就未知原因?qū)憠牧?0扇區(qū)無(wú)法讀入了）。

4）嗅探攻擊

這里要用到PM3這個(gè)神器，在卡和機(jī)器數(shù)據(jù)交換的時(shí)候嗅探數(shù)據(jù)，進(jìn)行攻擊，利用XOR算key工具就可以把扇區(qū)的密鑰計(jì)算出來(lái)（窮逼表示根本買不起）。

0x01 細(xì)節(jié)

科普結(jié)束，接下來(lái)以一個(gè)實(shí)例來(lái)講解以下破解M1卡的姿勢(shì)（筆者才開(kāi)始入坑，如有不對(duì)，請(qǐng)大牛斧正）。

關(guān)于暴力破解，我們此處用到這么幾個(gè)東西，ACR122u，mfoc，libnfc。

其中ACR122u作為硬件供能，讀寫的作用，mfoc用來(lái)爆破，libnfc用來(lái)寫入數(shù)據(jù)。

可以看到讀出了我們的卡類型，下方的keyA keyB就是要我們破解的地方，當(dāng)然，也可以使用另外一個(gè)簡(jiǎn)化版本，更粗暴簡(jiǎn)單一些，百度M1卡服務(wù)程序即可。

稍等片刻后就發(fā)現(xiàn)上下各16個(gè)勾勾都打上了，說(shuō)明成功爆破了，成功后會(huì)在當(dāng)前目錄下生成一個(gè)dump文件，這樣，這張卡的數(shù)據(jù)就被完全dump下來(lái)了，得到dumpfile1但是只有1k的大小，在win下操作的時(shí)候需要用到一個(gè)fixdump的工具來(lái)填充剩余部分

即可修復(fù)，大小為4k，然后我們?nèi)ハM(fèi)一下這張卡（讓你要修改的區(qū)域的數(shù)據(jù)改變）

其中前6個(gè)字節(jié)和后6個(gè)字節(jié)的FF FF FF FF FF FF即為秘鑰，中間的幾位FF 07 80 69即為控制位。

再次dump數(shù)據(jù)dumpfile2并修復(fù)

fixdump dumpfile2

就此，我們有了兩個(gè)樣本，然后做hex diff，linux下直接用diff，win下可以使用hexcmp2

diff后發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)變動(dòng)的區(qū)域。

本文只修改簡(jiǎn)單的金龍卡水卡功能，所以取樣兩次后就可以輕松找到數(shù)據(jù)所在的扇區(qū)，如果是做比較復(fù)雜的修改那么取樣可能得多次，比如做門禁攻擊啥的。

可以看到這個(gè)扇區(qū)內(nèi)的一些數(shù)值，末端的40，F(xiàn)F啥的都是存放數(shù)值的地址，我們不用管它，在M1 卡中本來(lái)要進(jìn)行一次的取反和倒序存入，但是可能本屌的渣學(xué)校的卡居然直接進(jìn)行16進(jìn)制換算為10進(jìn)制后就是水卡金額數(shù)目。。。

這里多說(shuō)兩句，一般情況下，數(shù)據(jù)存入是倒序的，比如F9 FE，其實(shí)真實(shí)數(shù)據(jù)是FE F9，然后換算為2進(jìn)制進(jìn)行取反再換算為10進(jìn)制，有可能還會(huì)遇到數(shù)據(jù)的加密，我們?cè)俳饷芎缶涂梢缘玫酱嫒氲臄?shù)值了。

圖中是我成功修改了最大數(shù)值后的，金額為640.00元，hex為fa 00，做測(cè)試的時(shí)候筆者太高估了學(xué)校，多次猜測(cè)其換算的算法，取樣了20來(lái)次后腦洞開(kāi)了，直接通過(guò)10進(jìn)制轉(zhuǎn)換16進(jìn)制。。。居然就是那么簡(jiǎn)單！F9 FE為63998小數(shù)點(diǎn)請(qǐng)忽視。

然后使用libnfc來(lái)寫入數(shù)據(jù)

至此，破解差不多就那么完成了（單純指做數(shù)據(jù)修改的目的，不包括解決什么后患啊之類的情況）。

最后上一張成功改寫后的測(cè)試圖。

破解時(shí)長(zhǎng)共3個(gè)小時(shí)（來(lái)回取樣浪費(fèi)了不少時(shí)間）。

關(guān)于驗(yàn)證漏洞攻擊，在前面科普的時(shí)候說(shuō)過(guò)，每個(gè)扇區(qū)都有獨(dú)立的密碼，在通常情況下，有些存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù)（比如飯卡里的錢）的扇區(qū)會(huì)更改密碼，比如，某張卡里的第4扇區(qū)存著錢，更改了默認(rèn)密碼，但是其他扇區(qū)并沒(méi)有更改默認(rèn)密碼，那么我們?cè)趺赐ㄟ^(guò)其他扇區(qū)來(lái)操作第4扇區(qū)呢，這里就會(huì)用到驗(yàn)證漏洞攻擊，也就是nested authentication 攻擊，通常會(huì)在我們知道16個(gè)扇區(qū)中任意一個(gè)扇區(qū)密碼來(lái)破解其他扇區(qū)的時(shí)候使用。

首先我們知道，M1卡的算法是個(gè)對(duì)等加密算法，讀卡器中也保存著同樣的密碼，也是用同樣的算法加密，當(dāng)卡和機(jī)器交互的時(shí)候，讀卡器首先驗(yàn)證0扇區(qū)的密碼，卡給讀卡器以明文方式發(fā)送一個(gè)隨機(jī)序列a（明文），然后讀卡器通過(guò)跟加密，同時(shí)自己產(chǎn)生一個(gè)加密的隨機(jī)序列b(密文)返回，卡用自己的密碼解密之后，解密出來(lái)的序列如果是自己之前發(fā)送的a，則認(rèn)為正確，然后通過(guò)自己加密算法加密讀卡器生成的隨機(jī)序列發(fā)送給讀卡器，讀卡器解密之后，如果跟 自己之前發(fā)送的隨機(jī)數(shù)b相同，則認(rèn)為驗(yàn)證通過(guò)，之后所有的數(shù)據(jù)都通過(guò)此算法加密傳輸。

在整個(gè)過(guò)程中，只有a是明文，之后的都是密文，card發(fā)送一個(gè)a給讀卡器之后，讀卡器用錯(cuò)誤的密碼加密之后發(fā)送給card，card肯定解密錯(cuò)誤，然后驗(yàn)證中斷
但是，我們知道其他扇區(qū)的的密碼，驗(yàn)證的時(shí)候，使用這個(gè)扇區(qū)驗(yàn)證成功之后，后面所有的數(shù)據(jù)交互都是密文，讀其他扇區(qū)數(shù)據(jù)的時(shí)候，也是card首先發(fā)送隨機(jī)數(shù)a，這個(gè)a是個(gè)加密的數(shù)據(jù)，之前說(shuō)的每個(gè)扇區(qū)的密碼是獨(dú)立的，那么加密實(shí)際上就是通過(guò)card這個(gè)扇區(qū)的密碼相關(guān)的算法加密的a，這個(gè)數(shù)據(jù)中就包含了這個(gè)扇區(qū)的密碼信息，所以我們才能 夠通過(guò)算法漏洞繼續(xù)分析出扇區(qū)的密碼是什么。

也就是因?yàn)檫@個(gè)原理，在驗(yàn)證漏洞的時(shí)候才必須要知道至少一個(gè)其他扇區(qū)的密碼。

0x02 總結(jié)

對(duì)于才入坑的朋友來(lái)說(shuō)，爆破是最簡(jiǎn)單粗暴的辦法，交給程序自動(dòng)化進(jìn)行即可（有可能接下來(lái)一篇或者下下一篇寫根據(jù)重放攻擊進(jìn)行破解的）。

其次，主要進(jìn)行的工作就是多次的取樣和反復(fù)diff，體力活加腦力活。

預(yù)告，等閑下來(lái)繼續(xù)研究一下mfoc的其他破解功能，比如重放之類的，或者完全破解校園卡的其他功能（因?yàn)槭锹?lián)網(wǎng)的，所以目測(cè)得我順手拿下后勤系統(tǒng)吧）