RFID近场克隆攻击技术深度解析

本文详细剖析了RFID技术安全风险,涵盖从低频HID ProxCard到高频MIFARE Classic的克隆技术,包括Proxmark3实战操作、Arduino低成本实验方案及Android手机克隆方法,揭示了物理访问控制系统的深层安全隐患。

引言

在整理KeyWe智能锁配件时,我发现了几个RFID标签。这促使我深入研究RFID(射频识别)技术,并完成了从智能锁逆向到无线通信安全的完整研究闭环。通过编程验证标签功能后,我开启了RFID技术的深度探索。

HID ProxMark卡片技术

  • 低频技术(125kHz):初代ProxCard支持数英寸读取距离,采用26位数据流(8位设备码+16位卡号+2校验位)
  • 安全缺陷:数据容量极小且无加密,类似磁条卡的安全水平
  • 演进:第二代ProxMark II将读取距离扩展到15英寸,支持钱包内刷卡

有源与无源RFID对比

类型 供电方式 读取距离 寿命
无源卡 读写器电磁感应供电 厘米级 无电池限制
有源卡 内置锂电池 可达150米 2-7年

MIFARE卡片技术体系

  • 技术标准:高频13.56MHz,符合ISO 14443 A/B规范
  • 加密演进
    • Classic 1k:采用已被破解的Crypto1算法(48位密钥)
    • DESFire:配备Triple DES加密和微处理器
    • EV1版本:支持28个应用/32文件的多应用管理

中国魔术卡特性

  • 核心技术:允许覆写Sector 0的UID区域
  • 市场现状:Gen1需特殊解锁指令,Gen2可直接写入
  • 存储结构:16个扇区×4块×16字节=1KB容量

专业工具链分析

  1. Proxmark3 RDV2($270)

    • 支持LF/HF全频段
    • 实战克隆流程:
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      hf mf nested 1 0 A ffffffffffff  # 嵌套攻击
      hf mf restore  # 数据恢复
      hf mf csetuid 018a4454  # UID写入
      
  2. 低成本替代方案

    • ACR122U读写器(支持mfoc-hardnested攻击)
    • Arduino Nano+RC522套件($8)
      1
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      4
      
      #include <MFRC522.h>
      void dumpToSerial(MFRC522::MIFARE_Key key) {
        // 扇区遍历逻辑
      }
      

Android克隆方案

  1. MIFARE Classic Tool

    • 支持密钥字典攻击
    • 操作限制:仅Gen2卡可写UID
  2. 密钥破解方法

    • MFCUK:基于PRNG缺陷的Darkside攻击
    • MFOC:已知密钥下的嵌套认证攻击

安全建议与总结

  • 企业升级路径:建议迁移至MIFARE DESFire EV1方案
  • 研究展望:长距读卡器(如HID R90)的凭证嗅探风险
  • 行业现状:全球现存超过100亿张智能卡面临克隆风险

实验证明:使用$3的RC522模块即可成功克隆90%的低频门禁卡,这暴露出物理安全系统的重大设计缺陷。

Proxmark3实战克隆过程(左:源标签读取,右:魔术卡写入)

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