�ݺ�ߣ

Penetrační testy RFID
aneb když pravda je horší než lež

Dr. Tomáš Rosa, tomas.rosa@rb.cz
Raiffeisenbank, a.s.
SmartCard Forum 2009

Agenda

 Přehled technologií a platforem
 Fyzická vrstva pásem LF a HF
 Fenomén „unikátního ID“
 Penetrační testy - vybrané aspekty
 Co tu vlastně brání útočníkům v padělání
 Pásmo LF – Q5 bere vše
 Pásmo HF – MIFARE 2x jinak, pokaždé špatně
 ��á��ě��

2

Přehled pasivních čipů „RF“

 Radio-klasifikace bezkontaktních čipů
 Čipy v pásmu LF (100 až 150 kHz)
 Karty s vazbou na dálku v pásmu HF (13.56 MHz)
 Karty s vazbou na blízko v pásmu HF (13.56 MHz)
 Čipy v pásmu UHF (stovky MHz až jednotky GHz)

 Mnoho různých provedení
 Karty, přívěsky, štítky, etikety, implantáty,…

 RFID – Radio Frequency Identification
 Chápeme jako konkrétní způsob využití čipů RF.

3

Fyzická vrstva pásem LF a HF

 Využívá chování tzv. blízkého magnetického pole
vysílače.
 Klasická vlna ještě není plně zformována, přenos energie
vnímán přes magnetickou složku pole.
 Na soustavu antény vysílače a přijímače je nahlíženo jako na
vysokofrekvenční transformátor.
 Principiální mez cca /2,  = 300/f [m, -, MHz].
 Důležité pro návrh řádných zařízení, útočník se však podle svého
cíle může řídit jiným fyzikálním modelem!

4

Anténní soustava

V = V0cos(t)

[Lee: AN710, Microchip 2003]

 Přenos energie (informace) v soustavě kruhových antén

5

Ilustrace blízkého pole

Biot-Savart: dB = 0NI(R x dc)/(4|R|3)

integrace pro ideální kruhovou
cívku

|dc| = a*d

SmartCard Forum 2009 [Lee: AN710, Microchip 2003]
6

Napětí na anténě čipu

[Lee: AN710, Microchip 2003]
 Koaxiální uspořádání kruhových antén (výpočet toku21 je poněkud idealizovaný, nicméně
pro ilustraci postačující odhad)
 M je vzájemná indukčnost anténní soustavy
7

Pole na ose kruhové antény

Pásmo HF: 13.56 MHz
Budicí proud: 5 ampér-závitů
Průměr závitu: 20 cm a 1 m
Meze dle ISO 14443

8

Komunikace s transpondérem LF/HF

transpondér RFID

terminál RFID

interní Pole transpondéru
síť
Pole terminálu

Terminál: přímá amplitudová modulace základní nosné
Čip: zátěžová modulace vedoucí k nepřímé amplitudově/fázové modulaci
základní nosné
9

Odhady útočných vzdáleností pásem LF a HF

 Aktivní komunikace s čipem
 desítky cm
 ve variantě „write only“ až jednotky m
 Odposlech – terminál i čip
 jednotky m
 Odposlech – pouze terminál
 desítky m
 Aktivní komunikace s terminálem
 desítky m

10

RFID v přístupových systémech

 Pro naprostou většinou přístupových systémů v ČR v
současnosti platí, že používají

 buď tzv. transpondéry unikátního ID v pásmu LF,

 anebo karty MIFARE (Classic) v pásmu HF.

11

Transpondéry unikátního ID

 Sériová paměť naprogramovaná při výrobě či
personalizaci čipu
 V poli terminálu automaticky cyklicky vysílá svůj obsah
 Přenos není nijak kryptograficky chráněn
 Čip sdělí svůj obsah komukoliv
 Terminál naslouchá komukoliv
 Příklady: „Unique ID“, HID Prox, INDALA

12

MIFARE Classic

 Existují dva základní druhy použití:
 Režim „jen UID“, který je de facto ekvivalentní transpondérům
unikátního ID.
 Snadno prolomitelné vhodným emulátorem.
 Režim „kryptografický“, který využívá obousměrnou autentizaci
čipu a terminálu.
 Totálně prolomeno v letech 2007-2009. V současnosti existují
desítky útoků, všechny prakticky schůdné s devastujícími následky.

13

Vymezení penetračního testu

 Cílem bylo vytvořit funkční duplikát existující přístupové
karty.
 Jinými slovy zcizení identity nějakého zaměstnance, brigádníka,
dodavatele, atp.

14

Principiální ilustrační schéma
transpondéru unikátního ID

jen u R/W
variant

zátěžová
modulace
15

Co nám vlastně brání…

 Je důležité uvědomit si, co útočník rozhodně nemusí:
 Pochopit význam dat uložených v paměti transpondéru. Ta
někdy bývají i šifrována.
 Nutnou a postačující podmínkou k vytvoření klonu je:
 Efektivně popsat posloupnost řídící zátěžovou modulaci s
cílem dokázat její projev dostatečně věrně zopakovat.

16

Q5 – Královna pásma LF

 Programovatelný transpondér
 330 bitů EEPROM, z toho 224 bitů k libovolnému využití
 široká podpora modulačních schémat
 Variabilita provedení – přívěsek, karta, atp.
 Zatím dokázala emulovat všechny testované transpondéry
unikátního ID v pásmu LF
 Volně v prodeji 

17

Q5 – výstupní kodér

Manchester
PSK1
PSK2
EE data M
xor PSK3 U modulující signál
FSK1 X
FSK2
Biphase
Direct/NRZ

volitelná inverze volba modulačního kódování

18

Útok s využitím Q5

 Fáze I – popis signálu originálního čipu
 Teoreticky složitá úloha, ale… v technické praxi se málokdy
setkáme s unikátem.
 Nechme se vést možnostmi Q5!

 Fáze II – výroba duplikátu
 Popis signálu uložíme do paměti Q5 a naprogramujeme
výstupní kodér…

19

Příklad projevu pomocné nosné na základní nosné

20

Po detekci AM: Pomocná nosná s fázovou modulací

21

Ukázka přípravku

EM4095
baterka

PIC16F628A
22

Pomocná nosná s FSK na výstupu EM4095 (zeleně)

23

Záchyt dat originálu cestou ve výtahu

Čip v pásmu LF, vzdálenost od autentizující se osoby cca 0,5 m.
Přijímač Sangean ATS 909W.
24

Takže, tedy…

 Rodina „Unique ID“
 přímý kód manchester, rychlost f/64, 64 bitů celkem
 konfigurační slovo Q5: 60 01 F0 04
 INDALA (1 konkrétní konfigurace)
 pomocná nosná f/2 s fázovou modulací, obraz délky 64 modulačních
znaků
 konfigurační slovo Q5: 60 00 F0 A4
 HID Prox (1 konkrétní konfigurace)
 2 pomocné nosné f/8 a f/10, frekvenční klíčování, obraz délky 96
modulační znaků
 konfigurační slovo Q5: 60 01 80 56

25

MIFARE „jen UID“

 Většina použití MIFARE Classic je tohoto druhu.
 V řadě aspektů je výsledek horší než u transpondérů
unikátního ID v pásmu LF.
 Standardizovaný protokol (ISO14443A)
 Odposlech UID možný na desítky metrů daleko
 Jistou překážkou je absence čipu á-la Q5 v pásmu
HF.
 Nutno použít emulátor – například PicNic.

26

PicNic - Emulátor pro pásmo HF

Podrobnosti viz Sdělovací technika 1/2009.
27

K odposlechu hodnoty UID

opakování

primární přenos

28

Konkrétní podoba záchytu

Přijímač AOR AR8600MK2, výstup KV mf 10,7 MHz.
Vzdálenost cca 2 m, nejméně 2 čtečky v poli.
29

UID lze často získat i jinak…

Kromě placení
obědů je ta samá
karta využita i v
přístupovém
systému.
Samozřejmě…

30

��á��ě��

 Drtivá většina přístupových systémů je v současnosti
zranitelná duplikačním útokem.
 Transpondéry plní pouze roli identifikační nikoliv však
autentizační.
 Řada bezpečnostních manažerů o tom nemá ponětí.
 Ti, co ponětí mají, by ho raději neměli.
 Výměna infrastruktury je drahá, PINové klávesnice nepřívětivé,
kamerový systém poddimenzovaný…
 Penetrační testy jsou nedostupnou exkluzivitou.

31

Děkuji za pozornost…
zdroje viz: crypto.hyperlink.cz/cryptoprax.htm

Dr. Tomáš Rosa
Raiffeisenbank, a.s.
tomas.rosa@rb.cz
32

�ݺ�ߣ

SmartCard Forum 2009 - Penetrační testy RFID

More Related Content

SmartCard Forum 2009 - Penetrační testy RFID