Классификация бесконтактных карт доступа. Способ определения карты
Всё чаще в повседневной жизни возникает необходимость использовать бесконтактные карты доступа. Для систематизированного контроля и управлением доступом на объекты, находящиеся под охраной, для автоматизации торговли, для учёта рабочего времени, при инкассации и маркировке грузов в логистике, для проезда в общественном транспорте, во многих сферах можно найти применение карт с технологией радиочастотного распознавания. Такой способ передачи данных имеет название RFID от английского Radio Frequency Identification.
Типы и особенности
Классифицируют RFID-карты по нескольким признакам. Один из них – источник питания:
- Карты, не имеющие собственного источника питания, называются пассивные. Используют электрический ток, производимый считывателем. Это ограничивает радиус действия радиочастотного сигнала до нескольких сантиметров.
- Активные – с собственным источником питания имеют больший радиус действия и больший размер. Радиочастотный сигнал у них лучшего качества, что обеспечивает работу чипа в агрессивной среде, например, в местах, где много металлоконструкций.
- Карты, имеющие свой собственный источник питания, но использующие его для защиты чипа или для перезагрузки данных, называются полуактивные.
Так же RFID-карты разделяют на три вида: только для считывания (RO), для считывания и записи данных (RW), для однократного внесения данных на чип и многократного считывания (WROM).
Существует идентификация RFID-чипов по используемым частотам:
- низкочастотные ((125 кГц);
- высокочастотные (13,56 МГц);
- ультравысокочастотные (860—960 МГц).
Наиболее распространёнными являются бесконтактные карты стандартов MIFARE и EM-MARINE. При всей схожести использования, отличия в них существенные:
- MIFARE – имеют 8 различных типов смарт-чипов, с разными степенями защиты.
- EM-MARINE – представлены двумя стандартами, отличающимися объемом памяти и скоростью передачи данных. Толщина таких карт может быть 0,8 или 1,6 мм.
К сожалению, визуально определить тип карты с технологией RFID, практически невозможно. Распознать, какая карта находиться в использовании в данный момент, можно только по типу считывателя. Как правило, если происходит обмен данными с транспондером, информация о считываемых стандартах находиться на его корпусе.
RFID-карты: типы и виды идентификаторов, область применения
RFID — технология радиочастотной идентификации — разработки в этой области велись еще в 40-х годах прошлого века, а первая презентация RFID-чипов, приближенных к современным конструкциям, была произведена в 1973 году.
Но за последние сорок с лишним лет технологи сделали существенный шаг в этом направлении. И сегодня пластиковая RFID-карта (тег или транспондер) — это универсальное устройство, которым мы пользуемся ежедневно в большинстве сфер нашей деятельности.
Подберем сканер RFID для вашего бизнеса. Доставка по всей России.
Оставьте заявку и получите консультацию в течение 5 минут.
Сферы применения универсальных карт с RFID-чипом
Технологии RFID настолько шагнули вперед, что найти им применение можно практически в любой области, а некоторые повседневные вещи без них уже невозможно представить:
- Проезд в общественном транспорте: городские и междугородние автобусы, троллейбусы и трамваи, пригородные электрички и, конечно, метро — везде внедряются РФИД-карты. Иногда они объединяются со школьными и студенческими билетами, сочетая две важные функции в одном предмете.
- Студенческие и ученические карты — удобный способ для осуществления пропускного контроля в учебном заведении. Обычно это именные идентификаторы, выпущенные специально под определенное учреждение.
- Топливные карты для АЗС — удобный способ расчета на заправочных станциях, который помогает повысить лояльность клиентов. При наличии такой карты от определенной компании человек вряд ли будет заправляться на АЗС других сетей.
- Карты-ключи для гостиничных номеров — они делают пребывание гостей в отеле не только безопасным, но и удобным. Карты с RFID-метками помогают изучать поведение постояльцев и на основе полученной информации разрабатывать программы лояльности.
- Радиочастотные теги в развлекательных центрах — карты содержат сведения о положенной на счет сумме денег, о зонах, в которые у клиентов есть доступ, и пр. Транспондеры позволяют вести электронную клиентскую базу и создавать для каждого посетителя собственную программу лояльности.
- Абонемент в фитнес-клуб — отличный способ продемонстрировать высокий уровень заведения. Карта позволяет отслеживать количество и продолжительность посещений, внедрять бонусные и дисконтные программы.
- Идентификаторы для доступа к услугам в спортивных комплексах или на горнолыжных курортах — чип можно привязать к электронному кошельку и при оплате услуг списывать с него деньги.
- Контроль и управление доступом — в СКУД на бесконтактных картах сохраняется информация о ее владельце. Таким образом настраиваются разные уровни доступа, что позволяет исключить проникновение посторонних лиц на закрытые территории.
- Транспондеры для социальных и государственных нужд — сюда относятся как электронные пропуска, так и различные льготные карты, идентификаторы доноров крови, удостоверения и пр.
- Дисконтные и бонусные карты в ритейле, подарочные сертификаты — их можно использовать для оплаты покупок или начисления бонусов. На сам пластик обычно наносится рекламная или справочная информация о магазине. Для изготовления таких RFID-карт используется чип с возможностью записи дополнительной информации.
- Читательские билеты в библиотеках — они позволяют ввести единую систему учета, создать полную электронную базу книжного фонда, в которой будет учитывать перемещение литературы, хранить и отслеживать информацию по каждому посетителю. К тому же, в отличие от бумажных носителей, радиочастотные транспондеры отличаются долговечностью и износостойкостью.
- Банковские RFID-карты — используются для бесконтактной оплаты товаров и услуг. При расчетах такими картами в России можно оплачивать покупки на ограниченную сумму: это сделано, чтобы обезопасить пользователей и минимизировать количество краж денежных средств с их счетов.
Радиус действия ридеров для банковских карт редко превышает несколько сантиметров, поэтому к считывателям RFID-метки нужно прикладывать почти вплотную.
Стандарты RFID-карт и как определить их тип
Стандарты магнитных RFID-карт, как и других радиочастотных идентификаторов, разрабатываются и устанавливаются Международной Организацией по Стандартизации (ISO) при участии International Electrotechnical Commission (Международная Электротехническая Комиссия).
На сегодняшний день на мировом рынке представлена масса разнообразных РФИД-карт, соответствующих установленным стандартам. В России наибольшее распространение получили несколько основных видов.
- MIFARE — бесконтактные карты с интегральной схемой, разработанные еще в 1994 году австрийской компанией Mikron. В настоящее время имеют 8 стандартов смарт-карт, которые отличаются между собой степенью защиты, объемом памяти и скоростью обработки информации. Наиболее часто они используются для осуществления платежей и идентификации личности.
- EM-MARINE — наиболее популярный на территории РФ вид RFID-карт, их первым производителем была швейцарская компания EM Microelectronic. Имеют два стандарта толщины 0,8 мм и 1,6 мм. На тонкие модели рекламная и справочная информация наносится при помощи шелкографии, офсетной или термопечати, на толстые — наклеивается тонкий пластик с нужными данными.
- ICODE SLIX / SLIX 2 — обладают наиболее высокой производительностью и могут работать совместно практически с любым оборудованием. Информация на таких носителях хранится до 50 лет. Представленный стандарт имеет открытую платформу, что позволяет любой компании разрабатывать собственные предложения для данных чипов.
- TEMIC T5557 ATMEL — не имеет ограничений по количеству перезаписей для сохраненной информации. В них не бывает встроенных источников питания. Наиболее часто применяются для дубликатов бесконтактных карт или для сохранения шаблонов.
- UCODE — транспондеры данного семейства нашли широкое применение в области международных грузоперевозок. Основными сферами применения являются складские хозяйства, системы для автоматического сбора платежей за проезд. Могут применяться во всех отраслях, где важна дальность передачи сохраненной информации.
- HID — наиболее удачное сочетание демократичной стоимости и высокой надежности. Они не имеют весомых ограничений по сферам использования, но наиболее часто используются для контроля перемещения на закрытых территориях, также с их помощью могут защищать от несанкционированного доступа рабочие компьютеры компании, локальные сети и пр. Не имеют встроенных аккумуляторов и ограничений по перезаписи. Производитель HID дает пожизненную гарантию на свои устройства.
Задайте вопрос эксперту в Whatsapp!
Получите ответ в течение 2 минут! Быстро и по существу. Задать вопрос
Самый простой способ, как определить тип RFID-карты — проверить, с какими считывателями она работает. Также некоторые производители ридеров разрабатывают специальное ПО для определения типа радиочастотных идентификаторов.
В большинстве случаев все типовые RFID-метки выглядят так, как показано на картинке ниже (но для того, чтобы увидеть чип, вам, возможно, придется разбирать носитель информации).
Читайте также: RFID-метки: все о технологии радиочастотной идентификации
Двухчиповые пластиковые RFID-карты
Нередко на объектах, где требуется контроль доступа, в зависимости от установленных на территории считывателей, могут использоваться карты с двумя чипами.
Вот несколько распространенных примеров:
- В горнолыжном комплексе на парковке используется ридер для карт типа EM-MARINE, пропуск на подъемники реализован при помощи стандарта ICODE SLIX. Бесконтактная карта в этом случае будет типа ICODE SLIX + EM-MARINE.
- Доступ в некоторые помещения (которые требуют особого уровня защищенности) организован при помощи MIFARE, для прохода на остальные территории достаточно стандартного HID. Идентификатор будет содержать два чипа — HID + MIFARE.
Также двухчиповые идентификаторы применяются на территориях, где для разных помещений используются чипы различной дальности действия.
Подберем сканеры и считыватели RFID на любой бюджет! Консультация и помощь 24 часа.
Оставьте заявку и получите консультацию в течение 5 минут.
Какой частоты существуют RFID-карты и как ее узнать
Еще один вопрос, который относится к стандартам радиочастотных идентификаторов — это их рабочая частота.
- Низкочастотные (125—134 кГц) — метки, работающие в этом частотном диапазоне, начали использовать еще в 80-х годах прошлого века, но несмотря на это, они и сегодня не потеряли своей актуальности. Эти устройства не требуют четкого позиционирования объекта и обладают достаточно низкой ценой. Обмен информацией между RFID-картой и картридером в большинстве случаев осуществляется по открытому протоколу, что негативно сказывается на безопасности передачи данных.
Расстояние, на котором работает считыватель с подобными картами, составляет от 3 до 70 см, скорость передачи данных может достигать 9 600 бит/сек. Самый распространенный стандарт представленных транспондеров — EM-MARINE. - Высокочастотные (13,56 МГц) — обеспечивают высокий уровень безопасности и скорость передачи данных, позволяют использовать различные алгоритмы шифрования. Именно на этой частоте работают банковские карты с RFID-чипами. Все карты данного типа поддерживают антиколлизию (разделение нескольких идентификаторов в радиусе работы ридера) и взаимную аутентификацию со считывателем.
Дальность действия — 3—100 см, скорость обмена информацией — до 64 кбит/сек. Бывают стандарта HID и MIFARE. - Сверхчастотные теги (860—960 МГц) — делятся на два диапазона: так называемый «европейский» (он же используется и в РФ) — от 865 до 868 МГц с мощностью излучаемого сигнала до 0,5 Вт, «американский» — 903—928 МГц при рабочей мощности до 1 Вт.
Стандартное расстояние для передачи информации составляет от 10 см до нескольких метров, скорость в два раза превышает параметры высокочастотных моделей и составляет 128 кбит/сек. В картах используются редко, чаще применяются для изготовления этикеток или корпусных идентификаторов. - Микроволновая рабочая частота (2,4 ГГц) — в некоторых странах законодательством запрещено использовать метки данной частоты. В картах практически не используется. Применяется для маркировки грузовых контейнеров или железнодорожных составов.
Дальность действия примерно от 2 до 10 м, скорость передачи информации — 128 кбит/сек, есть антиколлизия.
Как определить тип rfid карты
Сегодня наш мир уже не помнит к тому времени, когда совсем не было разных карт доступа. Они используются повсеместно: при оплате покупок, транспорта, карты для разного типа доступа к ПК или отдельным ИТ-ресурсам той или иной компании. Список можно продлить очень долго.
Сама по себе карта доступа – это то, что распознает человека или код доступа. На ней содержится определенная информация, а также особый ключ, открывающий доступ к определенным возможностям.
В последнем случае карта — это условное обозначение всех подобных приспособлений. К ним относятся теги, метки и многое другое. В скором времени мы получим технологию, где идентификатором выступят телефоны или другая техника, в которой есть NFC-технология.
Плюсы технологий доступа
Карты хоть часто и подвергаются разным способам взлома, но сегодня есть такие технологии, которые сломать — это задача. Так, карты 13,56 МГц имеют защиту благодаря двустороннему распознаванию между картой и считывателем. Этот процесс защищен зашифрованным способом, а также есть особый ключ.
Есть много способов защиты таких технологий:
- расширение возможностей ключа Целесообразно эксплуатировать там, где карты не слишком защищены от копирования. Таким грешит Em-Marine. Есть разные способы разграничения: «карта-время», «карта-дверь», «выход без входа» и другие;
- DES, 3DES, AES. Это симметричные блочные последовательности зашифрования. В этом случае один ключ применяется и для кодировки, и для расшифровки. При DES длина ключа составляет 56 бит; при 3DES и Triple DES – 3 ключа по 56 бит; при AES – длина ключа может достигать и 256 бит. Для подбора 256-битного ключа не хватит даже космической энергии;
- При одновременном распознавании карта доступа дает считывателю свой особый CSN-номер и случайный 16-битный ключ. В настоящее время считыватель с помощью Hash-алгоритма создает диверсификационный ключ — он должен быть идентичен номеру на карте. Если происходит полное совпадение, то и карта, и считыватель передают друг другу 32-битные отзывы, а затем считыватель признает действительную карту;
- сегодня есть такая технология как SIO, широко применяемая на изделиях iCLASS SE. Нашла широкое применение в смарт-технологиях.
Минусы систем доступа
Безопасность, надежность и эффективность карты оценивается по трем составляющим:
- повторное воспроизведение. При использовании карты каждый раз используется одинаковая информация, заложенная сначала. Ее можно достаточно легко перехватить. Чтобы этого избежать, можно эксплуатировать двустороннее распознавание карты и считывателя;
- личные данные не защищены. Идентификатор может находиться в открытом виде, поэтому правонарушители не только попытаются получить доступ к желаемому объекту, но даже получить данные о владельце этой карты. Решается посредством кодировки DES, 3DES, AES;
- копирование карты. Это самый простой способ. Это случается с картами Em-Marine. Злоумышленнику достаточно иметь прибор-дубликатор. Он посылает сигнал карте так же, как считыватель, а затем получает ответ от карты. Вся информация записывается в память о приспособлении. Но с помощью диверсификации ключа эта проблема тоже решается.
Виды систем доступа
Как определить тип карты доступа? Они делятся с виду: могут быть в виде брелока на ключе или в виде пластиковой карты. Мы этими устройствами пользуемся каждый день для оплаты покупок, открытия дверей в подъезд. Все карты делятся по разным критериям.
Карта доступа бывает следующими видами по принципу работы:
- контактная. Сюда относятся банковские карты. Да, такой способ считывания – не самый удобный, но иногда его использовать более рационально и безопасно оправданно;
- бесконтактная (proximity карта). Прокси карта – это удобное устройство, работать с которым легко благодаря тому, что неважно, в каком положении будет располагаться сама карта. Чтение может производиться на достаточной дистанции. К тому же такие устройства более долговечны, они обладают защитой от пыли и влаги. В продаже можно найти разные виды бесконтактных карт .
Расстояние считывания может быть разным, и к контактным картам это не относится из-за их специфики. Прокси-карты могут работать даже на расстоянии до трехсот метров.
Карты также делятся по технологии распознавания:
- с помощью штрихкода;
- с помощью магнитной полосы;
- RFID карты. Это носитель, на который информацию можно и записать, и считать с помощью радиосигнала. Они долговечны, работают на большом расстоянии и даже имеют защиту от отрицательного воздействия окружающей среды. Они помогают создать системы двухфакторного распознавания. Типы rfid карт:
- по типу памяти – только получение информации, одной записи и многократного считывания, для многократной записи и считывания;
- по типу источника питания – пассивные и полупассивные, активные;
- по рабочей частоте – высокочастотные, низкочастотные, UHF карты.
Типы считывателей СКУД
Если о типах карт доступа мы узнали, то считыватели тоже бывают разными. По типу распознавателя они бывают:
- техника для магнитных карт. Пользуются величайшим успехом. У каждого современного человека есть разные карты, необходимые для работы с терминалами, банкоматами, на проходных в разных организациях;
- клавиатуры. Самый простой считыватель. Нужно просто набрать определенный цифровой код на специальной панели, система обработает информацию и даст или не даст доступ к объекту;
- Touch Memory. Данные передаются прикосновением контактного ключа к особой поверхности. Всем известны ключи от домофонов, работающих именно по этому принципу;
- техника для proximity-карт. Здесь есть уже приемопередающая антенна и электронная плата. Все это позволяет узнать человека даже на расстоянии.
По типу устройства считыватели также имеют определенную классификацию:
- биометрические. Это особый вид. Хотя сегодня биометрические ключи становятся все популярнее, но при этом цена на считыватели и в целом на такие системы остается неизменно высокой. Перед приобретением следует взвесить все «за» и «против», чтобы не потратить средства впустую;
- ручные. Они имеют небольшое расстояние охвата территории, что зависит от мощности энергоресурса;
- стационарные. Могут работать с компьютерами, а также с разными антеннами;
- мобильные. Они имеют сильный энергоресурс, поэтому они справляются со своими задачами на значительном расстоянии.
. Перед тем как приобрести считыватели, следует определиться с некоторыми моментами. Так, если вы планируете установить систему на улице, устройство должно иметь защиту от плохих погодных условий, которые могут вывести его из строя.
Если устройство находится в месте без наблюдения, имеет смысл приобрести модели с защитой от вандализма. Для многих играет роль и внешний вид считывателя, который должен хорошо вписаться в общую картину здания или помещения. Есть также модели с синхронизацией — она нужна, когда рядом расположены несколько считывателей, которые могут плохо влиять на работу друг друга.
Какие карты доступа имеют успех сегодня?
Хотя технологии сегодня и постоянно развиваются, но самыми популярными в охранных системах до сих пор остаются RFID-карты, функционирующие по открытому типу на частоте 125 кГц. Но популярны остаются и низкочастотные proximity карты, поскольку они имеют очень доступную цену.
Как считает специалист по охранной системе TerraLink, идентификаторы сегодня – это не просто технология, пропускающая человека к определенным объектам. В них можно зашифровать разную информацию о человеке, компании, технологиях, с помощью которых можно управлять ИТ-средой.
Пользователи все больше предпочитают высокотехнологичные RFID-карты. С их помощью можно модернизировать и значительно улучшить устаревшие СКУД, а также осуществить двухфакторную систему распознавания.
Какие бывают RFID протоколы и как их похекать с помощью Flipper Zero
Flipper Zero — проект карманного мультитула для хакеров в формфакторе тамагочи, который мы разрабатываем. Предыдущие посты [1],[2],[3],[4],[5],[6],[7],[8],[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17],[18],[19]
RFID – это технология для бесконтактных радио-меток, используемых повсюду: в домофонах, платежных картах, проездных, пропусках в офисы, для учета домашних животных, автомобилей и т.д. Есть два основных типа RFID меток, которые мы используем в обычной жизни: низкочастотные и высокочастотные.
- Низкочастотные (Low Frequency: 125 кГц) — имеют большую дальность чтения. Небезопасные и тупые. Используются в примитивных системах контроля доступа: домофонах, офисных пропусках, абонементах в спортзал.
- Высокочастотные (High Frequency: 13,56 МГц) — имеют меньшую дальность работы по сравнению с низкочастотными, и могут иметь сложные протоколы, средства шифрования, аутентификации, криптографии. Используются в бесконтактных банковских картах, проездных билетах, безопасных пропусках.
Как устроены RFID-метки
RFID чип включается, когда на него подается питание от радиополя считывателя
RFID-метка обычно не имеет собственного питания. Пока она не находится в поле действия считывателя, чип внутри метки полностью выключен. Как только метка попадает в зону действия считывателя, ее антенна поглощает энергию излучения считывателя, и на чип подается питание. В этот момент чип включается и начинает общение со считывателем. При этом, антенна RFID-метки настроена только на определенную частоту, поэтому метка сможет активироваться только в поле действия подходящего считывателя.
Какие бывают RFID-метки
Внешний вид RFID-меток может быть совершенно разный: толстые/тонкие карты, брелоки для домофонов, браслеты, кольца, монеты и даже наклейки. При этом только по внешнему виду нельзя однозначно сказать, на какой частоте и по какому протоколу работает метка.
Внешне RFID-метки могут выглядеть по-разному
Часто производители RFID-брелков используют одинаковые пластиковые корпуса для меток разных частотных диапазонов, поэтому бывает, что две метки, выглядящие абсолютно одинаково, работают в разных диапазонах. Это важно учитывать, когда пытаетесь определить на глаз, что за метка перед вами. В статье мы будем рассматривать 2 самых популярных типа RFID-меток, которые используются в системах контроля доступа. Флиппер поддерживает оба этих диапазона.
Существует множество RFID-протоколов, работающих на других частотах, вроде UHF 840-960 МГц. Они применяются для отслеживания грузов, оплаты проезда на платных дорогах, отслеживания диких животных при миграции и т.д. Эти метки могут иметь собственную батарею и работать на расстояниях от нескольких метров, до нескольких километров. При этом, они достаточно редкие, и в привычном обиходе почти не встречаются. В статье мы их рассматривать не будем.
Отличия RFID 125 кГц и 13.56 МГц
Проще всего понять в каком диапазоне работает RFID-метка по виду антенны. У низкочастотных меток (125 кГц) антенна сделана из очень тонкой проволоки, буквально тоньше волоса, и огромного числа витков. Поэтому такая антенна выглядит как цельный кусок металла. У высокочастотных карт (13.56 МГц) антенна имеет намного меньше витков и более толстую проволоку или дорожки. Так что между витками видны зазоры.
Если просветить карту фонариком, можно узнать на какой частоте она работает
Чтобы увидеть антенну внутри RFID-карты, можно просветить ее фонариком. Если у антенны всего несколько крупных витков — это скорее всего высокочастотная карта. Если антенна выглядит как цельный кусок металла без просветов — это низкочастотная карта.
Антенны у низкочастотных карт из очень тонкой проволоки, а у высокочастотных из более толстой
Низкочастотные метки обычно используются в системах, которые не требуют особенной безопасности: домофонные ключи, абонементы в спортзал и т.д. Из-за большей дальности действия их удобно применять в качестве пропусков на автомобильные парковки: водителю не нужно близко прислонять карту к считывателю, она срабатывает издалека. При этом, низкочастотные метки очень примитивны, у них низкая скорость передачи данных, из-за этого в них нельзя реализовать сложный двусторонний обмен данными, вроде проверки баланса и криптографии. Низкочастотные метки передают только свой короткий ID без всяких средств аутентификации.
Высокочастотные метки используются для более сложного взаимодействия между картой и считывателем, когда нужна криптография, долгий двусторонний обмен, аутентификация и т.д., например для банковских карт, надежных пропусков.
Сравнение RFID-меток 125 кГц и 13,56 МГц
Низкочастотные метки 125 кГц
- Дальнобойность — большая дальность действия таких меток достигается за счет низкой частоты. Существуют считыватели карт EM-Marin и HID, который работают на расстоянии около метра. Их часто применяют на автомобильных парковках.
- Примитивный протокол — из-за низкой скорости передачи данных, такие метки могут передать только свой короткий ID. В большинстве случаев не используются никакие средства аутентификации и защиты данных. Как только карта попадает в поле действия считывателя, она начинает передавать свой идентификатор.
- Низкая безопасность — из-за примитивности протокола, такие метки легко скопировать или прочитать у владельца из кармана.
Высокочастотные метки 13,56 МГц
- Малая дальность — высокочастотные метки специально разработаны так, чтобы их нужно было прикладывать вплотную к считывателю. Это сделано в том числе для защиты от несанкционированного считывания. Максимальная дальность считывания, которую я видел у пассивных таких карт — около 15 см на специальных дальнобойных считывателях.
- Продвинутые протоколы — скорость передачи данных до 424 kbps позволяет реализовать сложные протоколы обмена данными с полноценным двусторонним обменом: криптографию, передачу файлов и т.д.
- Безопасность — высокочастотные бесконтактные карты не уступают контактным смарт-картам. Существуют карты, поддерживающие стойкие алгоритмы шифрования, вроде AES, и реализующие ассиметричную криптографию с открытым ключом.
Как устроен RFID во Flipper Zero
Работа RFID-антенны во Flipper Zero
Флиппер поддерживает низкочастотные и высокочастотные метки. Для поддержки обеих частот, мы разработали двухдиапазонную RFID антенну, расположенную на нижней крышке устройства.
Для высокочастотных протоколов (NFC) во Флиппере установлен отдельный NFC-контроллер ST25R3916. Он реализует всю физическую часть работы с картами: чтение, эмуляцию. Низкочастотные протоколы 125 kHz у нас реализованы полностью программно — Флиппер «дрыгает» ногой микроконтроллера для передачи и принимает низкочастотный сигнал через аналоговую схему прямо на ногу GPIO.
[Видео] Расположение платы с антеннами RFID во Flipper Zero
Сверху плата с антеннами экранирована слоем ферромагнетика — он изолирует остальную электронику от наводок, перенаправляя высокочастотное поле в другую сторону, что дополнительно увеличивает дальность работы.
Антенна на этапе сборки вклеивается в нижнюю крышку Флиппера и подключается к плате через подпружиненные контакты. Это сильно облегчает процесс сборки, так как не требует подключения шлейфов или UFL разъемов к антенной плате.
Низкочастотные протоколы 125 кГц
В низкочастотных метках хранятся короткие ID карты, длиной в несколько байт. Эти ID прописываются в базу данных контроллера или домофона. При этом карта просто передает свой ID любому желающему, как только на нее подано электричество. Часто ID карты написан на ней самой и его можно сфотографировать и ввести вручную во Флиппер.
- EM-Marin — EM4100, EM4102. Самый популярный протокол в СНГ. Очень простой и стабильный в работе, может считываться с расстояния метра.
- HID Prox II — низкочастотный протокол от компании HID Global. Более распространен на западе, но встречается и в СНГ. Более сложный в работе, считыватели и карты относительно дорогие.
- Indala — очень старый низкочастотный протокол, придуманный компанией Motorola, но потом выкупленный HID. Встречается реже двух предыдущих, выходит из использования, но по-прежнему иногда встречается.
В реальной жизни низкочастотных протоколов намного больше, но все они так или иначе являются вариацией этих трех, по крайней мере используют ту же модуляцию на физическом уровне. На момент написания этой статьи Флиппер умеет читать, сохранять, эмулировать и записывать все три этих протокола. Наверняка найдутся низкочастотные протоколы, которые пока не поддерживаются Флиппером, но так как подсистема 125 kHz реализована программно, мы сможем добавить новые протоколы в будущем.
EM-Marin
[Видео] Считывание Флиппером меток EM-Marin
В СНГ наиболее распространен RFID-формат EM-Marin. Он прост и не защищен от копирования. EM-Marin обычно выполнен на базе чипа EM4100. Существуют и другие чипы, работающие по тому же принципу, например EM4305 – в отличие от EM4100 его можно перезаписывать.
Для считывания низкочастотной карты нужно зайти в меню Флиппера 125 kHz RFID —> Read и приложить метку к задней крышке. Флиппер определит протокол метки самостоятельно и отобразит его название вместе с ID карты. Так как за один проход, Флиппер пытается по очереди пробовать все типы протоколов, это занимает время. Например, для считывания карт Indala требуется несколько секунд.
Уникальный код EM-Marin на карте и на Флиппере
Уникальный код EM4100 состоит из 5 байт. Иногда он написан на RFID-карте. Уникальный код может быть записан сразу в нескольких форматах: десятичном и текстовом. Флиппер использует шестнадцатеричный формат при отображении уникального кода. Но на картах EM-Marin обычно написаны не все 5 байт, а только младшие 3 байта. Остальные 2 байта придется перебирать, если нет возможности считать карту.
[Видео] Открываем домофон, эмулируя RFID 125 кГц
Для эмуляции RFID-метки нужно перейти в меню 125 kHz RFID —> Saved , выбрать нужную метку, после чего нажать Emulate .
Некоторые домофоны пытаются защищаться от дубликатов ключей и пытаются проверять, не является ли ключ записанным на болванку. Для этого домофон перед чтением посылает команду записи, и, если запись удалась, считает такой ключ поддельным. При эмуляции ключей Флиппером домофон не сможет отличить его от оригинального ключа, поэтому таких проблем не возникнет.
HID Prox
[Видео] Считывание Флиппером меток HID26
Компания HID Global — самый крупный производитель RFID оборудования в мире. У них есть несколько фирменных низкочастотных и высокочастотных RFID-протоколов. Наиболее популярный низкочастотный HID-протокол это 26-битный H10301 (HID26, он же HID PROX II). Уникальный код в нем состоит из 3 байт (24 бита), еще 2 бита используются для контроля четности (проверки целостности).
На некоторых HID26 картах написаны цифры – они обозначают номер партии и ID карты. Полностью узнать 3 байта уникального кода по этим цифрам нельзя, на карте написаны лишь 2 байта в десятичной форме: Card ID.
Структура данных HID26 на карте и при чтении Флиппером
Из низкочастотных протоколов семейства HID, Флиппер пока умеет работать только с HID26. В дальнейшем мы планируем расширить этот список. HID26 наиболее популярен, так как совместим с большинством СКУДов.
[Видео] Флиппер эмулирует низкочастотную карту и открывает турникет
Indala
RFID-протокол Indala был разработан компанией Motorola, и потом куплен HID. Это очень старый протокол, и современные производители СКУД его не используют. Но в реальной жизни Indala все еще изредка встречается. На момент написания статьи, Флиппер умеет работать с протоколом Indala I40134.
[Видео] Флиппером читает карту Indala
Так же, как HID26, уникальный код карт Indala I40134 состоит из 3 байт. К сожалению, структура данных в картах Indala это не публичная информация, и все, кто вынужден поддерживать этот протокол, сами придумывают, какой порядок байт выбрать, и как интерпретировать сигнал на низком уровне.
Все эти протоколы настолько простые, что ID карты можно просто ввести вручную, не имея оригинальной карты под рукой. Можно тупо прислать текстовый ID карты, и владелец Флиппера сможет ввести его вручную.
Ввод ID карты вручную
[Видео] Ввод ID карты Indala вручную без оригинальной карты
Чтобы добавить ID карты вручную, нужно зайти в меню 125 kHz RFID —> Add manually , выбрать протокол и ввести ID карты. Добавленная карта сохранится на SD-карту, и ее можно будет использовать для эмуляции или записи на болванку.
Запись болванки 125 кГц
Существуют специальные типы карт болванок, на которые можно записать любой из трех протоколов описанных выше (EM-Marin, HID Prox, Indala). Самый популярный тип болванок — это T5577. Для записи болванки нужно перейти в меню 125 kHz RFID —> Saved , выбрать нужный ключ и нажать Write .
[Видео] Запись болванки T5577
Низкочастотные болванки типа T5577 имеют много разновидностей. Например, существуют варианты, которые маскируются от проверок считывателей, которые пытаются выяснить, является ли эта карта клоном или нет.
Высокочастотные карты 13,56 МГц
Высокочастотные метки 13,56 МГц состоят из целого стека стандартов и протоколов — весь этот стек принято называть технологией NFC, что не всегда правильно. Основная часть протоколов основана на стандарте ISO 14443 — это базовый набор протоколов физического и логического уровня, на котором стоят высокоуровневые протоколы, и по мотивам которых созданы альтернативные низкоуровневые стандарты, например ISO 18092.
Наиболее часто встречаемой является реализация ISO 14443-A, ее используют почти все исследуемые мною проездные, пропуска и банковские карты.
Упрощенная архитектура технологии NFC
Упрощенно архитектура NFC выглядит так: на низкоуровневой базе ISO 14443 реализован транспортный протокол, он выбирается производителем. Например, компания NXP придумала свой высокоуровневый транспортный протокол карт Mifare, хотя на канальном уровне, карты Mifare основаны на стандарте ISO 14443-A.
Флиппер умеет взаимодействовать как с низким уровнем протоколов ISO 14443, так и с протоколами передачи данных Mifare Ultralight и EMV банковских карт. Сейчас мы работаем над добавлением поддержки протоколов Mifare Classic и NFC NDEF. Подробный разбор применяемых стандартов и протоколов NFC заслуживает большой отдельной статьи, которую мы планируем сделать позднее.
Голый UID стандарта ISO 14443-A
[Видео] Чтение UID высокочастотной метки неизвестного типа
Все высокочастотные карты, работающие на базе ISO 14443-A, имеют уникальный идентификатор чипа — UID. Это серийный номер карточки, подобно MAC-адресу сетевой карты. UID бывает длиной 4, 7 и очень редко 10 байт. UID не защищен от чтения и не является секретным, иногда он даже написан на карточке.
В реальности существуют много СКУД-ов, использующих UID для авторизации доступа. Такое встречается, даже когда RFID-метки имеют криптографическую защиту. По уровню безопасности это мало чем отличается от тупых низкочастотных карт 125 кГц. Виртуальные карты (например, Apple Pay) намеренно используют динамический UID, чтобы владельцы телефонов не использовали платежное приложение как ключ для дверей.
[Видео] iPhone каждый раз генерирует случайный виртуальной UID карты в ApplePay
Так как UID это низкоуровневый атрибут, то возможна ситуация, когда UID прочитан, а высокоуровневый протокол передачи данных еще неизвестен. Во Флиппере реализованы чтение, эмуляция и ручное добавление UID, как раз для примитивных считывателей, которые используют UID для авторизации.
Различие чтения UID и данных внутри карты
Чтение NFC разделено на два типа – низкоуровневое и высокоуровневое
Чтение меток 13,56 МГц во Флиппере можно разделить на 2 части:
- Низкоуровневое — первичное чтение только UID, SAK и ATQA. На основе этих данных Флиппер пытается предположить, на каком высокоуровневом протоколе работает карта. Это угадывание не может быть на 100% точным, это только предположение.
- Высокоуровневое — чтение данных в памяти карты используя конкретный высокоуровневый протокол, например, чтение данных в картах Mifare Ultralight, чтение содержимого секторов Mifare Classic, чтение реквизитов банковской карты PayPass/Apple Pay
Для чтения карты с помощью конкретного высокоуровневого протокола нужно перейти в NFC —> Run special action и выбрать необходимый тип метки.
Для определения типа метки и чтения UID нужно перейти в NFC -> Read card . Пока Флиппер умеет определять Mifare Ultralight и EMV bank card.
Mifare Ultralight
[Видео] Чтение данных с карты Mifare Ultralight
Mifare — семейство бесконтактных смарт-карт, имеющих собственные разные высокоуровневые протоколы. Mifare Ultralight — самый простой тип карт из семейства. В базовой версии он не использует криптографическую защиты и имеет только 64 байта встроенной памяти. Флиппер поддерживает чтение и эмуляцию Mifare Ultralight. Такие метки иногда используют как домофонные брелки, пропуска и проездные. Например, московские транспортные билеты «единый» и «90 минут» выполнены как раз на основе карт Mifare Ultralight.
Банковские карты EMV (PayPass, Apple Pay)
[Видео] Чтение данных из банковской карты
EMV (Europay, Mastercard, and Visa) — международный набор стандартов банковских карт. Подробнее про работу бесконтактных банковских карт можно почитать в статье Павла zhovner Как украсть деньги с бесконтактной карты и Apple Pay.
Банковские карты — это полноценные смарт-карты со сложными протоколами обмена данными, поддержкой ассиметричного шифрования. Помимо чтения UID, с банковской картой можно обменяться сложными данными, в том числе вытащить полный номер карты (16 цифр на лицевой стороне карты), срок действия карты, иногда имя владельца и даже историю последних покупок.
Стандарт EMV имеет разные высокоуровневые реализации, поэтому данные, которые можно достать из карт могут отличаться. CVV (3 цифры на обороте карты) считать нельзя никогда.
Банковские карты защищены от replay-атак, поэтому скопировать ее Флиппером, а затем эмулировать и оплатить покупку в магазине у вас не получится.
Виртуальная карта ApplePay VS Физическая банковская карта
Сравнение безопасности виртуальных и физических банковских карт
В сравнении с пластиковой банковской картой, виртуальная карта в телефоне выдает меньше информации и более безопасна для платежей оффлайн.
Преимущества виртуальной карты Apple Pay, Google Pay:
- Не позволяет использовать перехваченные данные для оплаты в интернете – обычная карта может быть использована для операций типа Card not present (CNP), то есть для оплаты в интернете, по телефону и т.д. Данные из виртуальной карты Apple Pay нельзя использовать подобным образом. Это связано с тем, что электронная карта при регистрации выпускает новую карту, операции по которой обязаны иметь криптографическую подпись. Считывание Apple Pay выдает PAN и expiration date новой выпущенной электронной карты, а не физической, регистрируемой. Поэтому, если указать перехваченные данные виртуальной карты для оплаты в интернете, платеж будет отклонен, так как эти транзакции требуют специальной подписи.
- Не раскрывает данные владельца — некоторые физические бесконтактные карты могут передавать имя владельца (Cardholder name) и историю последних покупок. Виртуальная карта так не делает.
Поддержка банковских карт во Флиппере сделана исключительно для демонстрации работы высокоуровневых протоколов. Мы не планируем никак развивать эту функцию в дальнейшем. Защита бесконтактных банковских карт достаточно хороша, чтобы не переживать о том, что устройства вроде Флиппера могут быть использованы для атак на банковские карты.
Наши соцсети
Узнавайте о новостях проекта Flipper Zero первыми в наших соцсетях!