之所以起这个标题，是想有朝一日可以写成一个系列。由于目前手里只有一张未加密的 M1（MIFARE Classic 1K）卡，因此本文仅包含对 M1 卡的破解。
0x00 智能卡概况
M1 卡可分为 16 个扇区，每个扇区可分为 4 个段，每个段为 16 字节（即 1K = 16 * 4 * 16B）。
其中每个扇区的最后一段包含独立密钥，布局为：Key A(6B) + 控制位(4B) + Key B(6B)
M1 卡的整体布局如下：
00000000: 56b1 ce83 aa08 0400 6263 6465 6667 6869 V.......bcdefghi
00000010: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000020: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000030: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000040: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000050: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000060: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000070: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000080: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000090: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000000a0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000000b0: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
000000c0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000000d0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000000e0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000000f0: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000100: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
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00000130: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000140: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
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00000170: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000180: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000190: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000001a0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000001b0: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
000001c0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
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000001f0: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000200: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
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00000220: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000230: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000240: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000250: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000260: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000270: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000280: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000290: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000002a0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000002b0: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
000002c0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000002d0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000002e0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000002f0: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000300: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000310: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000320: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000330: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000340: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000350: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000360: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000370: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
00000380: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000390: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000003a0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000003b0: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
000003c0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000003d0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000003e0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
000003f0: ffff ffff ffff ff07 8069 ffff ffff ffff .........i......
我们从淘宝上可以买到的白卡大致分为一下几种：
| 类型 | 说明 |
|---|---|
| M1 | 普通 IC 卡，除 0 扇区不可修改，其他扇区可重复擦写 |
| UID | 普通 IC 复制卡（Chinese clones），可重复擦写所有扇区 |
| CUID | 用于绕过系统对 UID 卡的拦截 |
| FUID | 用于绕过系统对 CUID 卡的拦截，0 扇区写入一次后变成 M1 卡 |
| UFUID | UID 和 FUID 的合成卡，需要封卡操作 |
0x01 工具准备
出于省钱的考虑采用的方案为：NXP 自家的 PN532 NFC/RFID v3 模块 + CH340 USB 转 TTL 模块
硬件：
- PN532
- CH340
- UID 白卡若干
软件：
- libnfc
- mfoc
- mfcuk
M1（MIFARE Classic 1K）卡是我们日常生活中经常接触到的智能卡之一，本次破解为使用 UID 卡对博主小区的 M1 门禁卡进行复制（小区门禁是检测 0 扇区的数据）。
由于 Linux 内核自 2.6 之后默认添加了对 CH340/CH341 芯片的驱动支持，将 PN532 连接好，libnfc 安装完成后，即可使用 nfc-list 检测系统是否成功识别 NFC 设备。若无法识别可尝试在 /etc/nfc/libnfc.conf 中设置如下选项以自动检测设备：
allow_autoscan = true
allow_intrusive_scan = true
0x02 破解扇区密钥
首先使用 mfoc 尝试导出扇区转储：
sudo mfoc -O mycard.mfd
该工具会使用内嵌的默认密码字典尝试解密各扇区，若出现如下输出则说明该卡需要破解：
Try to authenticate to all sectors with default keys...
Symbols: '.' no key found, '/' A key found, '\' B key found, 'x' both keys found
[Key: ffffffffffff] -> [................]
[Key: a0a1a2a3a4a5] -> [................]
[Key: d3f7d3f7d3f7] -> [................]
[Key: 000000000000] -> [................]
[Key: b0b1b2b3b4b5] -> [................]
[Key: 4d3a99c351dd] -> [................]
[Key: 1a982c7e459a] -> [................]
[Key: aabbccddeeff] -> [................]
[Key: 714c5c886e97] -> [................]
[Key: 587ee5f9350f] -> [................]
[Key: a0478cc39091] -> [................]
[Key: 533cb6c723f6] -> [................]
[Key: 8fd0a4f256e9] -> [................]
Sector 00 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 00 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 01 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 01 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 02 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 02 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 03 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 03 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 04 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 04 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 05 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 05 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 06 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 06 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 07 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 07 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 08 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 08 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 09 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 09 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 10 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 10 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 11 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 11 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 12 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 12 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 13 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 13 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 14 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 14 - UNKNOWN_KEY [B]
Sector 15 - UNKNOWN_KEY [A] Sector 15 - UNKNOWN_KEY [B]
MFCUK（MiFare Classic Universal toolKit） 是一款基于 darkside 攻击原理破解全加密 M1 卡的开源软件，mfcuk 通过算法的漏洞破解出第一个 Key，如果某个扇区的 Key 被破解出来，就可以再使用 mfoc 工具使用 nested authentication 攻击破解其他扇区的密码：
sudo mfcuk -C -R {} -s 250 -S 250
说明：
{} 替换为待破解的扇区号，也可使用切片指定范围 0:A
0x03 导出扇区转储
使用 mfoc 尝试以默认密钥导出扇区转储：
sudo mfoc -O mycard.mfd
0x04 写入新卡
使用 nfc-mfclassic（libnfc 内置）将转储文件写入白卡：
sudo nfc-mfclassic W a mycard.mfd mycard.mfd f
说明：
W 为可写入 0 扇区（UID 卡）
a 为使用 Key A 解密，遇错时退出
第一个 mycard.mfd 为待写入的转储文件
第二个 mycard.mfd f 为包含密钥的转储文件
参考资料
- https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5MDQ2NjExOQ==&mid=2247488354&idx=1&sn=be1205869e1be6bf5df3b3f2132d2969
- https://fanzheng.org/archives/30
- https://zohead.com/archives/copy-mifare-classic/
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