जहां रूस में 20 मिलियन से अधिक परिवहन कार्ड असुरक्षित हैं: हम MIFARE क्लासिक को इकट्ठा करते हैं और विकसित करते हैं

MIFARE क्लासिक संपर्क रहित कार्ड मानक 20 साल से अधिक समय पहले बनाया गया था और तब से कई कमजोरियों के बावजूद, यह अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (विशेष रूप से मास्को और सेंट पीटर्सबर्ग में)। इस लेख में, हम याद करेंगे कि कौन सी कमजोरियाँ पाई गईं और उनका वर्णन कैसे करें।


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परंपरागत रूप से, ऐसे लेखों के लिए, हमें याद है कि रूस में जालसाजी और टिकटों की बिक्री कानून के तहत मुकदमा चलाया जाता है (रूसी संघ के आपराधिक संहिता के अनुच्छेद 327 और 165), और पाठकों से बल के उज्ज्वल पक्ष पर बने रहने का आग्रह करता है।

MIFARE क्लासिक संरचना

NXP का MIFARE क्लासिक मानक कार्डों का एक परिवार है। इसमें MIFARE क्लासिक 1K, 4K, EV1 1K, EV1 4K, MIFARE ID, MIFARE मिनी शामिल हैं। इसके अलावा, इस मानक को अन्य, नए NXP कार्ड (MIFARE प्लस, JCOP और अन्य) द्वारा अनुकरण किया जा सकता है।

पाठकों के साथ कार्ड ऑपरेशन आईएसओ 14443 ए मानक, आवृत्ति 13.56 मेगाहर्ट्ज पर आधारित है।
MIFARE क्लासिक 1K कार्ड 64 बाइट्स के क्षेत्रों में आयोजित एक मेमोरी क्षेत्र प्रदान करते हैं। प्रत्येक सेक्टर को आकार में 16 बाइट्स के 4 ब्लॉक में विभाजित किया गया है:



4K कार्ड्स के लिए, पहले 2048 बाइट्स 64 बाइट्स के 32 सेक्टरों में आयोजित किए जाते हैं, और बाकी के 256 बाइट्स (या 16 ब्लॉक) के 8 सेक्टरों में। प्रत्येक सेक्टर के अंतिम ब्लॉक को एक सेक्टर ट्रेलर कहा जाता है, इसमें सेक्टर की कुंजी और एक्सेस पैरामीटर होते हैं। शून्य क्षेत्र का शून्य ब्लॉक एक विशेष ब्लॉक है, जो लेखन के लिए बंद है, इसमें कार्ड निर्माता की पहचानकर्ता और जानकारी शामिल है। एक कार्ड के लिए कई अलग-अलग अनुप्रयोगों के लिए - उदाहरण के लिए, लाभ के बारे में जानकारी के साथ एक सामाजिक कार्ड के लिए, मेट्रो और इलेक्ट्रिक ट्रेन के लिए टिकट - शून्य क्षेत्र के शेष ब्लॉकों में यह लिखा जाता है कि प्रत्येक क्षेत्र का उपयोग कैसे किया जाता है - MIFARE एप्लीकेशन डायरेक्टरी (MAD) ।

पढ़ने या लिखने के लिए क्षेत्र तक पहुंचने से पहले, 6-बाइट कुंजी का उपयोग करके अधिकृत करना आवश्यक है। अध्याय 5.2.2 में वर्णित के समान एक तीन-चरण प्रोटोकॉल के अनुसार प्राधिकरण होता है। मानक आईएसओ / आईईसी 9798-2: 1999। मालिकाना स्ट्रीमिंग एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म CRYPTO1 का उपयोग किया जाता है:

1. पाठक एक प्राधिकरण अनुरोध भेजता है, जो उस क्षेत्र की संख्या को दर्शाता है जहां प्राधिकरण होता है।
   
2. कार्ड आंतरिक मेमोरी से एक्सेस कुंजी पढ़ता है, एक यादृच्छिक अनुक्रम उत्पन्न करता है और इसे पाठक को लौटाता है।
   
3. पाठक सेक्टर एक्सेस कुंजी और CRYPTO1 एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म का उपयोग करके प्रतिक्रिया की गणना करता है, फिर इसे एक नया यादृच्छिक अनुक्रम उत्पन्न करता है।
   
4. कार्ड रीडर द्वारा गणना की गई प्रतिक्रिया की जांच करता है। इसके बाद पाठक के कॉल की प्रतिक्रिया की गणना करता है और उसे वापस लौटाता है।
   
5. पाठक कार्ड से प्रतिक्रिया की जांच करता है।
   

एन्क्रिप्टेड रूप में क्षेत्रों की सामग्री का आगे संचरण किया जाता है। यदि आपको किसी अन्य सेक्टर (तथाकथित द्वितीयक प्राधिकरण) में लॉग इन करने की आवश्यकता है, तो फिर से प्राधिकरण किया जाता है। मुख्य अंतर यह है कि पूरे एक्सचेंज को पहले पुराने और फिर नई कुंजी के साथ एन्क्रिप्ट किया गया है।

MIFARE क्लासिक ज्ञात कमजोरियाँ

मानचित्र क्रिप्टोग्राफी अच्छी तरह से शोध किया है। छद्म यादृच्छिक संख्या जनरेटर (PRNG) कार्ड के कार्यान्वयन की जोखिम और CRYPTO1 एल्गोरिथ्म की भेद्यता पाई जाती है। व्यवहार में, इन कमजोरियों का उपयोग निम्नलिखित हमलों में किया जाता है:

1. डार्क साइड - हमला PRCH भेद्यता का फायदा उठाता है। एवीईआरई क्लासिक कार्ड्स पर ईवी 1 (ईवी 1 में, PRNG भेद्यता पहले ही हटा दी गई है) पर काम करता है। एक हमले के लिए आपको केवल एक मानचित्र की आवश्यकता होती है, आपको कुंजियों को जानने की आवश्यकता नहीं है।
   
2. नेस्टेड - हमला CRYPTO1 भेद्यता का शोषण करता है। हमला माध्यमिक प्राधिकरणों पर किया जाता है, इसलिए एक हमले के लिए आपको एक वैध कार्ड कुंजी जानना आवश्यक है। व्यवहार में, शून्य क्षेत्र के लिए, वे अक्सर एमएडी के साथ काम करने के लिए मानक कुंजी का उपयोग करते हैं - वे इससे शुरू करते हैं। CRYPTO1 (MIFARE क्लासिक और इसके अनुकरण) पर किसी भी कार्ड के लिए काम करता है। हमले का प्रदर्शन लेख में किया गया था "साइलियम मानचित्र की भेद्यता: सेंट पीटर्सबर्ग ग्राउंड ट्रांसपोर्टेशन कार्ड में भेद्यता" भेद्यता।
   
3. इंटरचेंज सुनकर हमला - हमला भेद्यता CRYPTO1 का उपयोग करता है। हमला करने के लिए, आपको पाठक और कार्ड के बीच प्राथमिक प्राधिकरण पर प्रकाश डालना होगा। इसके लिए विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है। CRYPTO1 (MIFARE क्लासिक और इसके अनुकरण) पर किसी भी कार्ड के लिए काम करता है। हमले को "हैकिंग सिटीकार्ड ट्रांसपोर्ट कार्ड (निज़नी नोवगोरोड)" लेख में प्रदर्शित किया गया था।
   

व्यवहार में यह सब आपको कार्ड के सभी क्षेत्रों तक पहुंच कुंजी प्राप्त करने की अनुमति देता है, केवल हाथ पर एक कार्ड है, जो एक्सेस कुंजी के साथ आरंभिक है। इसके अलावा, कार्ड की सामग्री पर एक पुनरावृत्ति का हमला किया जा सकता है या कार्ड के क्लोन को फिर से लिखने योग्य कार्ड पहचानकर्ता के साथ विशेष रिक्त स्थान पर बनाया जा सकता है।

इसके अलावा, एक्सेस कुंजी बुनियादी ढांचे में भेद्यता है। चूंकि CRYPTO1 पर क्रिप्टोग्राफी को एक कार्ड रीडर की तरफ से लागू किया जाता है (CRYPTO1 केवल हार्डवेयर में लागू किया जाता है), यह इस प्रकार है कि एक्सेस कुंजी:

• या तो कार्ड के साथ काम करने से पहले एक पाठक को हस्तांतरित किया गया,
  
• या तो एक सुरक्षित हार्डवेयर स्टोरेज में रीडर पर ही स्टोर किया जाता है (उदाहरण के लिए, MIFARE SAM ),
  
• या तो पाठक की केवल स्मृति में संग्रहीत।
  

और यदि विशेष उपकरण जैसे कि सूचना टर्मिनलों या टर्नस्टाइल में आप एक सुरक्षित हार्डवेयर की स्टोरेज का उपयोग कर सकते हैं, तो एंड्रॉइड एप्लिकेशन के मामले में डिवाइस की मेमोरी में कुंजी को ट्रांसफर करने और स्टोर करने का विकल्प है। यह एप्लिकेशन को हैक करके या एप्लिकेशन ट्रैफ़िक का विश्लेषण करके इन कुंजियों को बाधित करना संभव बनाता है। लेख "ट्रोइका कार्ड की सुरक्षा का अध्ययन" में क्या प्रदर्शित किया गया था।

भेद्यता प्रबंधन के तरीके MIFARE क्लासिक

पहुंच कुंजी विविधता

विविधीकरण कार्ड के लिए कुछ इनपुट डेटा का उपयोग करके एक मास्टर कुंजी द्वारा एक्सेस कुंजी प्राप्त करने की प्रक्रिया है। चाबियाँ प्राप्त करने की प्रक्रिया को एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर में लागू किया जा सकता है जो पाठकों के साथ काम करता है, या एसएएम मॉड्यूल के माध्यम से।

उदाहरण के लिए, यह इस तरह काम कर सकता है:

1. विविधीकरण के लिए एक इनपुट के रूप में, कार्ड पहचानकर्ता और सेक्टर नंबर का उपयोग किया जाता है, जिस कुंजी को हम प्राप्त करना चाहते हैं;
   
2. यह डेटा एक मास्टर कुंजी के साथ (एसएएम मॉड्यूल या एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर में) एन्क्रिप्ट किया गया है, परिणाम 6 बाइट्स के लिए छोटा है और संबंधित क्षेत्र के लिए एक एक्सेस कुंजी के रूप में उपयोग किया जाता है।
   

नतीजतन, प्रत्येक कार्ड को अपने अनूठे सेक्टर एक्सेस कुंजी प्राप्त होते हैं। यहां तक ​​कि अगर किसी विशेष कार्ड के लिए कुंजियों से समझौता किया जाता है, तो इससे इन चाबियों का बड़े पैमाने पर उपयोग नहीं होगा। लेकिन आपको यह समझने की आवश्यकता है कि विविधीकरण एक आधा उपाय है और एकल कार्ड को टूटने से बचाने और विविधतापूर्ण कुंजियों को बाधित करने और उपयोग करने के लिए एंड्रॉइड एप्लिकेशन को संशोधित करने की संभावना नहीं है।

MIFARE प्लस और SL3 सुरक्षा स्तर पर संक्रमण

CRYPTO1 में कमजोरियों को हल करने के लिए, कार्ड के MIFARE प्लस परिवार को विकसित किया गया था। संरचना में मानचित्र MIFARE क्लासिक के समान हैं, केवल मानचित्रों की क्रिप्टोग्राफी अपडेट की गई है। वे दो मोड में काम कर सकते हैं:

1. MIFARE क्लासिक इम्यूलेशन मोड (ऑपरेशन के इस मोड को सुरक्षा स्तर 1 या SL1 कहा जाता है), जो आपको कार्ड रीडर के अपने मौजूदा बुनियादी ढांचे पर उनका उपयोग करने की अनुमति देता है और कार्ड के साथ काम करने वाले सॉफ़्टवेयर में संशोधन की आवश्यकता नहीं होती है;
   
2. सुरक्षा स्तर 3 (SL3) मोड, जिसमें सेक्टर्स को प्राधिकरण की आवश्यकता होती है और सुरक्षा प्रविष्टि के वैकल्पिक जोड़ के साथ एईएस एल्गोरिथ्म का उपयोग करके डेटा एक्सचेंज के एन्क्रिप्शन की आवश्यकता होती है।
   

इन कार्डों पर PRNG भेद्यता को समाप्त कर दिया गया था, और इस प्रकार, SL1 मोड में, ये कार्ड अभी भी CRYPTO1 पर हमलों के लिए असुरक्षित हैं, लेकिन SL3 मोड में वर्तमान में ज्ञात हमले नहीं हैं।

SL1 के विपरीत, SL3 में प्राधिकरण और एन्क्रिप्शन सॉफ्टवेयर में लागू किया जा सकता है। इसके लिए धन्यवाद, आप एंड्रॉइड क्लाइंट के माध्यम से खुद को इंटरसेप्टिंग कुंजी से सुरक्षित कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, सर्वर को प्राधिकरण और एन्क्रिप्शन करना होगा। तब चाबियाँ सर्वर को नहीं छोड़ती हैं, और एंड्रॉइड क्लाइंट बस कार्ड से अनुरोधों और प्रतिक्रियाओं का समर्थन करता है। इसके लिए एप्लिकेशन को इंटरनेट से कनेक्ट करने की आवश्यकता होगी, जो असुविधाजनक हो सकता है, इसलिए आप कार्ड को कॉन्फ़िगर कर सकते हैं ताकि क्षेत्र को एक कुंजी और दूसरी कुंजी के साथ रिकॉर्ड पढ़ा जाए। तब उपयोगकर्ता ऑफ़लाइन रहते हुए कार्ड के बारे में जानकारी देख सकेगा और वह शेष राशि की भरपाई कर सकेगा या केवल ऑनलाइन टिकट खरीद सकेगा।

यह मत भूलो कि एईएस कुंजी के लिए डायवर्सिफिकेशन को 16 बाइट्स की लंबाई के लिए एल्गोरिदम को संशोधित करके किया जा सकता है।

MIFARE प्लस SL1 कार्ड के आधार पर मौजूदा परिवहन कार्ड को दो चरणों में SL3 मोड में स्विच किया जा सकता है:

1. कार्ड (टर्नस्टाइल, कैश डेस्क, वेंडिंग मशीन, टर्मिनल) के साथ काम करने वाले उपकरणों के बुनियादी ढांचे को MIFARE प्लस के साथ काम करने के लिए तैयार किया जा रहा है। कार्ड के साथ काम करने के संदर्भ में पाठकों के लिए सॉफ्टवेयर को अंतिम रूप दिया जा रहा है।
   
2. पहले से ही जारी किए गए ट्रांसपोर्ट कार्डों को MIFARE प्लस पर आधारित SL3 मोड में स्थानांतरित कर दिया गया है - यह कार्ड के सामान्य उपयोग के दौरान हो सकता है, उदाहरण के लिए, टर्नस्टाइल से गुजरना या कार्ड को सूचना टर्मिनल में संलग्न करना। कार्ड ट्रांसफर प्रक्रिया यात्री के लिए अदृश्य है और लगभग 100 एमएस लेता है।
   

MIFARE DESFire पर जाएं

MIFARE DESFire कार्ड की क्रिप्टोग्राफी, MIFARE प्लस के समान है - आवेदन के साथ काम करने से पहले, कार्ड जारीकर्ता चुनने के लिए एल्गोरिदम में से एक के अनुसार तीन-चरण प्राधिकरण किया जाता है: DES, 3DES, AES। वैकल्पिक नकल आवेषण के साथ एन्क्रिप्टेड रूप में कार्ड के साथ आगे विनिमय होता है।

कार्ड कार्यात्मक रूप से MIFARE क्लासिक से अलग है। कार्ड मेमोरी को एक फाइल सिस्टम में व्यवस्थित किया जाता है। एक मानचित्र पर कई अनुप्रयोग हो सकते हैं, प्रत्येक अनुप्रयोग में कई फाइलें हो सकती हैं।



कार्ड के साथ काम इसकी पहचानकर्ता द्वारा आवेदन के चयन और उस पर प्राधिकरण द्वारा शुरू होता है। अगला फाइलों के साथ काम है - बनाना, हटाना, पढ़ना, लिखना। फाइलें विभिन्न प्रकार की हो सकती हैं, उदाहरण के लिए, मेमोरी का एक फ्लैट क्षेत्र, वॉलेट बैलेंस, एक चक्रीय रूप से पुन: लिखने योग्य फ़ाइल।

संक्रमण की मुख्य कठिनाई यह है कि आपको कार्ड के साथ काम करने वाले सॉफ़्टवेयर को अपग्रेड करने की आवश्यकता है। यह आवश्यक है कि अनुप्रयोगों और फ़ाइलों के लिए क्षेत्रों में विभाजित स्मृति के उपयोग से, और तदनुसार, क्षेत्रों से प्राधिकरण के आदेश को बदलकर आवेदन और / या फाइलों में बदल दिया जाए। हार्डवेयर के संदर्भ में, कार्ड पाठकों के बुनियादी ढांचे पर उसी तरह का प्रतिबंध लगाते हैं जैसा कि MIFARE प्लस।
MIFARE प्लस की तुलना में लाभ यह है कि MIFARE DESFire के आधार पर मल्टी-ब्रांडिंग कार्डों को लागू करना आसान है - एक माध्यम पर विभिन्न कार्ड संयोजन: ट्रोइका-स्ट्रेलका, ट्रोइका-पोडोरोज़निक, परिवहन के लिए टिकट रिकॉर्ड करने की क्षमता वाले सामाजिक कार्ड)। MIFARE प्लस में, यह विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए मानचित्र पर क्षेत्रों के प्रशासनिक आवंटन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। यहां, प्रत्येक सिस्टम उस एप्लिकेशन के साथ काम कर सकता है जिसकी उसे आवश्यकता है, और यह नहीं जान सकता है कि मानचित्र पर कोई अन्य एप्लिकेशन हैं। दूसरा लाभ यह है कि अतिरिक्त फ़ाइल प्रकार आपको कुछ विशेष परिदृश्यों को लागू करने की अनुमति देते हैं - उदाहरण के लिए, एक एक्सेस कुंजी के साथ वॉलेट बैलेंस को फिर से भरने के लिए, और दूसरे पर शेष राशि से पैसा खर्च करना, या खर्च की गई राशि को वापस करना।

आज, सिम कार्ड निर्माताओं (STM, Gemalto, G & D, Oberthur) के पास व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सिम कार्ड और बिल्ट-इन सिक्योरिटी फीचर्स के साथ MIFARE DESFire एमुलेशन है।

ऑइस्टर कार्ड (लंदन सार्वजनिक परिवहन परिवहन कार्ड) को 2009 में MIFARE DESFire को हस्तांतरित किया गया था, 2010 के बाद से, MIFARE क्लासिक कार्ड का उपयोग नहीं किया गया है। SUBE ट्रांसपोर्ट कार्ड (अर्जेंटीना) MIFARE प्लस SL3 में परिवर्तित होने की प्रक्रिया में है। डबलिन के सार्वजनिक परिवहन में, 3 प्रकार के कार्ड: लुआस (ट्राम), डबलिन बस और डार्ट (उपनगरीय रेल) ​​- को MIFARE क्लासिक के आधार पर बनाया गया था और पहले से ही लिपे कार्ड के आधार पर एक लीप कार्ड द्वारा बदल दिया गया था। आधुनिक परिवहन समाधान अक्सर सबसे पहले शुरू में सुरक्षित मीडिया पर बनाए जाते हैं।

अन्य परिवहन कार्ड पर स्विच करना (CALYPSO, CIPURSE, FeliCa)

सुरक्षा के दृष्टिकोण से, ये कार्ड MIFARE Plus और DESFire कार्ड के समान हैं - AES- आधारित क्रिप्टोग्राफी, तीन-चरण प्राधिकरण, सिमुलेशन के साथ काम, सुरक्षित हार्डवेयर भंडारण - सिक्योर एक्सेस मॉड्यूल (SAM) , कार्ड के एक नंबर MIFARE क्लासिक का अनुकरण कर सकते हैं। वे आईएसओ / आईईसी 14443 ए मानक के आधार पर भी काम करते हैं।

अल्पारे - चैंपियन

एबीआई रिसर्च Q1 2017

2017 में दुनिया में परिवहन में MIFARE कार्ड का हिस्सा 75% था और पूर्वानुमान के अनुसार, 2021 तक 70% से नीचे नहीं जाएगा।

दुनिया में MIFARE का हिस्सा मुख्य रूप से अन्य कार्ड के विकास के कारण कम हो गया है, जिसमें मुख्य रूप से बैंक कार्ड (EMV) और टिकट वर्चुअलाइजेशन (स्मार्टफोन में स्विच करना) शामिल हैं, ताकि टिकट वाहक फ़ंक्शन को प्रतिस्थापित किया जा सके। बैंक कार्ड ट्रांसपोर्ट कार्ड की तुलना में बेहतर संरक्षित हैं - लेकिन आपको इसके लिए भुगतान करना होगा। बैंक कार्ड की सेवा ऑनलाइन करना आवश्यक है, बैंकिंग प्रमाणन आवश्यकताओं के कारण पाठक अधिक महंगे हैं, परिवहन ऑपरेटर अपने परिवहन कार्ड को फिर से भरने से नकदी प्रवाह खो देता है। यह सब बलों का एक निश्चित संतुलन बनाता है, जिसकी बदौलत दोनों मानकों (MIFARE और EMV) ने अपने निशानों को पाया और उन पर कब्जा कर लिया।

NXP (Calypso, CIPURSE) के अलावा अन्य मानकों पर परिवहन कार्ड की मात्रा आज 5% से कम है। मूल रूप से, ये प्रौद्योगिकियां उन देशों में केंद्रित हैं जहां नक्शे ऐतिहासिक रूप से विकसित हुए हैं - जापान और फ्रांस - और अब तक उनसे परे नहीं गए हैं। यह समझ में आता है - कार्ड के उत्पादन और समर्थन के लिए एक स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्र का निर्माण हमेशा आर्थिक रूप से उचित नहीं है और इसे बाजार द्वारा समर्थित होना चाहिए। यह संभव है कि रूस ऐसे कई देशों में शामिल हो जाएगा जिन्होंने इन मानकों का समर्थन किया है। इसके लिए सबसे पहले एक राजनीतिक समाधान की जरूरत है।

Mifare Classic के बारे में अधिक जानकारी के लिए नीचे दिए गए लिंक पर क्लिक करें:

• MIFARE क्लासिक EV1 1K लघु डेटा शीट
  
• MIFARE प्लस EV1 लघु डेटा शीट
  
• एक RFID 'Mifare Classic' हमले को लागू करना
  
• सिपेयरटेक्स्ट-केवल क्रिप्टैनालिसिस ऑन हार्डर्ड मिफेयर क्लासिक
  
• सममित कुंजी विविधीकरण
  

निष्कर्ष

हम लेख में टिप्पणियों और इंस्टाग्राम @ pro.ticketing पर सवालों के जवाब देने में प्रसन्न होंगे । जनवरी 2019 में, हमारी कंपनी ने मास्को में परिवहन क्षेत्र में एक नई परियोजना के लिए कई रिक्तियों को खोला, जिसमें 3-4 लोगों की टीमों को आकर्षित करने की संभावना भी शामिल थी। सार्वजनिक परिवहन में यात्रा के भुगतान और सत्यापन के लिए नई तकनीकों के क्षेत्र में स्टार्टअप्स का एक त्वरक खोला गया है।

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