MIFARE

Rys. 1. Prosty schemat karty Mifare

Rys. 2. Schemat blokowy układu

MIFARE – bezdotykowy standard karty opracowany przez firmę Philips (aktualnie NXP Semiconductors) w 1994 (MIFARE Classic 1k). W 1997 opublikowano standard MIFARE Pro, w którym karta jest wyposażona w mikroprocesor z koprocesorem szyfrującym algorytmem 3DES. W 1999 powstała kolejna edycja: Mifare ProX, nowa karta zabezpieczona poprzez wykorzystanie PKI. W tym samym roku sprzedano 50-milionową bezdotykową kartę z interfejsem Mifare. W 2000 roku opracowano pierwszy na świecie w pełni zgodny z ISO/IEC 14443 czytnik IC (rodzina czytników RC500). Sprzedanych zostało 100 milionów kart Dual Interface MIFARE. W styczniu 2002 do sprzedaży trafiły karty MIFARE 4k. Standard ten obowiązuje do dziś.

Właściwości

Charakterystyka interfejsu MIFARE RF:

• Transmisja danych bezdotykowa
• Zasięg optymalny od czytnika – do 100 mm
• Częstotliwość pracy 13,56 MHz
• Transfer danych na poziomie 100 kbit/s
• Mechanizmy kontroli danych:
  • 16-bitowy CRC
  • Bit parzystości
  • Kodowanie bitów
  • Zliczanie bitów
• Szybkość odczytu danych w granicach 100 ms.

Charakterystyka EEPROMu:

• 8Kbit (dla karty MIFARE Classic 1k) zorganizowany w 16 sektorach z 4 blokami każdy po 16 bajtów
• Możliwość definiowania dostępu do poszczególnych bloków
• Ważność przechowywanych danych – 10 lat
• Możliwość zapisu do 100 tysięcy cykli.

Bezpieczeństwo:

• Trzypoziomowy system uwierzytelniania (ISO/IEC DIS 9798-2)
• Kod PIN
• Dane zakodowane w czasie transmisji.

Opis schematu blokowego (Rys. 2):

• Antena spełnia dwie funkcje – jest źródłem zasilania karty oraz odpowiada za transfer danych. Karta jest zasilana poprzez antenę w wyniku działania indukcji elektromagnetycznej. Dzięki temu nie wymagane są dodatkowe zewnętrzne źródła zasilania.
• RF Interface odpowiada za poziom/jakość sygnału, główne komponenty tego bloku, to:
  • Modulator/Demodulator
  • Prostownik
  • Zegar
  • Power On Reset
  • Regulator zasilania
• Anticollision – wiele kart w obszarze działania czytnika może być użytych w określonej kolejności
• Authentication – odpowiada za uwierzytelnienie w trakcie połączenia
• Control & ALU – stałe wartości zapisane w specjalnym formacie, nie mogą być powiększone, ani zmniejszone
• EEPROM-Interface
• Crypto unit – jednostka odpowiedzialna za szyfrowaną transmisję danych

Zastosowanie

System kart mifare obecnie używany jest do zastąpienia tradycyjnych papierowych biletów, kart magnetycznych i monet, co umożliwia zautomatyzowanie systemu biletowego. Dodatkowo karty występują również pod postacią MIFARE Ultralight, gdzie są one w formie tradycyjnego biletu papierowego, co umożliwia obniżenie kosztów produkcji. Bardziej tradycyjne formy jak na przykład MIFARE Classic, mogą zostać użyte w systemach rejestrujących czas pracy, systemach identyfikacji użytkownika (identyfikatory), systemach o chronionym dostępie, systemach mikropłatności i tym podobnych.

Słabości

Na konferencji Eurocrypt 2009 w Kolonii opublikowano raport, z którego wynika, że możliwe jest zdalne skopiowanie danych z nieznanej karty tego standardu w bardzo krótkim czasie (od kilku sekund do minuty), bez znajomości żadnych sygnałów wysyłanych przez czytnik. Problem ten w różnym stopniu dotyczy wszystkich kart tego rodzaju i wynika z luki w mechanizmie szyfrującym oraz generatorze liczb pseudolosowych.

W 2011 roku opublikowano kolejny atak, tym razem skierowany przeciwko kartom MIFARE DESFire MF3ICD40.

Błąd ten może być wykorzystywany w miejskich systemach biletów elektronicznych w Polsce stosujących Mifare – m.in. w Gdańsku i Warszawie.

Zobacz też

• Karta płatnicza
• Karta elektroniczna
• NFC

Linki zewnętrzne

• Oficjalna strona standardu Mifare
• Ataki kryptograficzne na szyfr Crypto-1 stosowany w kartach Mifare Mini, 1K i 4K. ipsec.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2008-04-29)].