بطاقة MIFARE Classic

MIFARE Classic باختصار

• حجما ذاكرة: 1K (S50، 16 قطاعاً)، وهي وثيقة الاعتماد المعتادة للأبواب والفنادق والعضوية، مفصلة في هذه الصفحة؛ و4K (S70، 40 قطاعاً) مشروحة في صفحة بطاقة MIFARE Classic 4K.
• الجيل الحالي: Classic EV1، بكلا الحجمين. وتضع NXP علامة عليه بأنه غير موصى به للتصاميم الجديدة.
• الأمان: تشفير Crypto-1 مكسور، ولا يغير EV1 ذلك. استخدم Classic لمطابقة نظام قائم أو كوثيقة اعتماد للراحة؛ ولنظام آمن جديد اختر MIFARE DESFire أو MIFARE Plus.
• ما نصنعه: بطاقات وسلاسل مفاتيح وأساور وملصقات بشرائح NXP MIFARE Classic EV1 الأصلية (MF1S50 لسعة 1K وMF1S70 لسعة 4K)، مطبوعة وتُسلَّم فارغة أو مرمَّزة.

مواصفات بطاقة MIFARE Classic

أرقام الشرائح مأخوذة من أوراق بيانات NXP لشريحة MIFARE Classic EV1. وتُؤكَّد مادة البطاقة وطباعتها ومسافة قراءتها لطلبك وتُفحص على عينة بقارئك.

ما هي بطاقة MIFARE Classic

تستخدم شريحة MIFARE Classic واجهة الهواء ISO/IEC 14443 Type A، الأجزاء 1 إلى 3، مع مجموعة أوامر Classic الخاصة بها ومصادقة Crypto-1 بدلاً من طبقة البروتوكول ISO/IEC 14443-4 التي يستخدمها DESFire. والذاكرة شبكة ثابتة من القطاعات والكتل، ولكل قطاع زوج مفاتيح خاص به، بحيث يمكن لعدة تطبيقات أن تشترك في بطاقة واحدة بمفاتيح منفصلة. وتقبل أنظمة التحكم بالدخول والفنادق والتذاكر المبنية على Classic بطاقة فقط عندما يتطابق القارئ وبرنامجه الثابت وتنسيق البطاقة كلها، لذا أكّد دعم النظام الدقيق، لا التردد وحده.

1K أم 4K: كيف يقارن الحجمان

الأوامر والمفاتيح وتشفير Crypto-1 وخيارات UID هي نفسها بكلا الحجمين، لكن النظام قد يقبل فقط الحجم الذي بُني من أجله. وتحتاج وثيقة اعتماد باب أو فندق إلى بضع كتل فقط، لذا فإن 1K هو الطلب المعتاد. وعندما تحتاج عدة تطبيقات أو سجلات على البطاقة إلى قطاعات أكثر، انظر متى تكون ذاكرة 4K مطلوبة.

MIFARE Classic EV1 بسعتي 1K و4K

شرائح Classic الحالية من NXP هي جيل EV1: MF1S50 لسعة 1K وMF1S70 لسعة 4K. وهي تحافظ على خريطة ذاكرة Classic ومجموعة أوامرها، لذا تعمل في أنظمة Classic القائمة. وتسمي NXP شريحة EV1 أعلى تطور للعائلة، خلفاً لكل الإصدارات السابقة، وتنسب إليها متانة ESD كبيرة وأداء RF عالي الكفاءة. وبالمقارنة مع أوراق بيانات NXP لعام 2011 للشريحتين السابقتين MF1S50yyX وMF1S70yyX، تضيف EV1 ثلاثة أشياء:

• محصنة ضد هجمات البطاقة فقط المبكرة. تولد EV1 قيمة تحدٍّ عشوائية حقيقية للبطاقة (nonce) ولم تعد تسرب تدفق المفاتيح عبر رمز خطأ مشفَّر بعد مصادقة فاشلة، وهما العيبان وراء هجمتي nested وdarkside. والتشفير لم يتغير، لذا فإن هجوم hardnested لعام 2015 ما زال يستعيد مفاتيحها (انظر قسم الأمان أدناه).
• خيار قوة تعديل الحمل. يمكن تبديل قوة تعديل حمل البطاقة من قوية (الافتراضية) إلى عادية حيث يحتاجها نظام قارئ.
• فحص الأصالة. تدعم شريحة 1K EV1 فحص أصالة NXP؛ ولا تدعمه شريحة 4K EV1.

ومنتقل كما هو من الشرائح السابقة: اختيار معرّف UID بسعة 7-byte أو NUID بسعة 4-byte، مع معرّف عشوائي وتخصيص UID لمرة واحدة على الإصدارات بسعة 7-byte (مشروح في القسم التالي)، وقدرة تحمل كتابة 200,000 دورة عادة (100,000 كحد أدنى)، واحتفاظ بالبيانات 10 سنوات على الأقل، ومسافة تشغيل حتى 100 mm. وتضع NXP علامة على Classic EV1 بأنها غير موصى بها للتصاميم الجديدة وتسمي MIFARE DESFire Light بديلاً.

NUID بسعة 4-byte أم UID بسعة 7-byte

يقع المعرّف في الكتلة 0 من القطاع 0، وهي كتلة المصنع، التي تبرمجها NXP وتحميها من الكتابة أثناء الإنتاج. وتُطلب شريحة Classic EV1 بأحد متغيرين، ويهم الاختيار أي نظام يسجل البطاقات أو يبحث عنها بمعرّفها.

قد يفاجئ معرّف UID بسعة 7-byte البرامج الأقدم. ففي مستوى التتابع الأول تعيد البطاقة وسم التتابع 88h وأول ثلاثة بايتات من UID فقط، لذا فإن وحدة تحكم تخزن تلك الإجابة الأولى فقط تسجل رقماً مختلفاً عن UID الكامل. ويمكن بدلاً من ذلك تخصيص الإصدارات بسعة 7-byte للإجابة بمعرّف عشوائي أحادي الحجم، أو بـ NUID بسعة 4-byte محسوب من UID بسعة 7-byte. ويضبط أمر Personalize UID Usage هذا مرة واحدة ثم يقفله، وتوصي NXP بإرساله أثناء التخصيص حتى عندما يُحافظ على الافتراضي. أخبرنا بالمعرّف الذي بُني النظام من أجله، أو أرسل بطاقة عاملة، واختبر عينة في القارئات الحقيقية قبل طلب كبير.

خريطة ذاكرة 1K: القطاعات والكتل وكتلة التحكم بالقطاع (sector trailer)

شريحة 1K هي 16 قطاعاً، كل منها 4 كتل بسعة 16 bytes: 1024 bytes. والكتلة الأخيرة من كل قطاع (الكتلة 3) هي كتلة التحكم بالقطاع (sector trailer)؛ والكتل الأخرى تحمل بيانات. والقطاع 0، الكتلة 0 هي كتلة المصنع التي تحمل UID وبيانات NXP، مبرمجة ومحمية من الكتابة أثناء الإنتاج. ويتبقى 47 كتلة بيانات، أي نحو 752 bytes. وتخطيط 4K، بقطاعاته الكبيرة الثمانية، مبين في صفحة بطاقة MIFARE Classic 4K.

يحرس كل قطاع مفتاحان: Key A وKey B، محفوظان في كتلة التحكم بالقطاع (sector trailer) مع بتات الدخول (الجدول أدناه). وتقرر بتات الدخول، كتلة بكتلة، أي مفتاح يجوز له القراءة أو الكتابة أو الزيادة أو الإنقاص. ويعطي نمط شائع قارئات الميدان Key A للقراءة ويبقي Key B، الذي يمكنه الكتابة، في محطة الإصدار. ويُقرأ Key A دائماً أصفاراً، وكذلك Key B ما لم تجعله بتات الدخول قابلاً للقراءة، وفي هذه الحالة يعمل كبيانات لا كمفتاح. وعند التسليم يكون كل مفتاح FFFFFFFFFFFF وبايتات الدخول FF0780، وهي تهيئة النقل؛ ويكون Key B قابلاً للقراءة في تلك الحالة، لذا تُصادق البطاقة الجديدة بـ Key A. وتتحقق الشريحة من تنسيق بتات الدخول عند كل وصول وتحظر القطاع كله دون رجعة إذا كان التنسيق خاطئاً، لذا اكتب كتل التحكم بالقطاعات (sector trailers) بنص برمجي مختبر.

تحمل كتلة القيمة قيمة ذات إشارة بسعة 4-byte بتنسيق زائد يسمح بكشف الأخطاء وإدارة النسخ الاحتياطي، وتدعم الزيادة والإنقاص والاستعادة والنقل. وهكذا بُنيت المحافظ مغلقة الحلقة والعدادات على Classic. وليس أي من هذا الهيكل سرياً: فالحماية تقوم كلياً على مفاتيح القطاعات والتشفير.

الأمان: تشفير Crypto-1 مكسور، بما فيه على EV1

تحمي Classic قطاعاتها بتشفير Crypto-1، وهو تشفير تدفق خاص بمفاتيح بسعة 48-bit، يُشغَّل في مصادقة متبادلة من ثلاث تمريرات قبل أن يمكن قراءة أي كتلة أو كتابتها. ولم تنشره NXP أبداً. وفي ديسمبر 2007 قدم Karsten Nohl وHenryk Plötz هندسة عكسية جزئية من السيليكون، وفي 2008 أكملها باحثون في جامعة Radboud في Nijmegen ونشروا هجمات عملية لاستعادة المفاتيح. واستخدمت هجمات البطاقة فقط التي تلتها، nested وdarkside، عيبين في التنفيذ: قيمة تحدٍّ للبطاقة (nonce) يمكن التنبؤ بها ورمز خطأ مشفَّراً بعد مصادقة فاشلة.

تزيل شريحة Classic EV1 وغيرها من البطاقات «المحصنة» هذين العيبين دون كسر التوافق مع قارئات Classic. وهي لا تغيّر التشفير. وفي 2015 نشر Carlo Meijer وRoel Verdult هجوم hardnested، الذي يستخدم تسرب بت تكافؤ مدمجاً في بروتوكول Classic، ويحتاج إلى مفتاح واحد معروف (غالباً ما تحتفظ القطاعات غير المستخدمة بمفتاح افتراضي) واستعاد مفتاحاً من بطاقة محصنة في نحو خمس دقائق على نواة حاسوب محمول واحدة، بأجهزة من فئة المستهلك. وخلاصتهما: يجب التعامل مع كل بطاقة متوافقة مع Classic كبطاقة ذاكرة عادية.

والنتيجة دائمة. فبمجرد معرفة مفتاح قطاع واحد، وهو ما وجد Meijer وVerdult أنه الحال دائماً تقريباً عملياً، يمكن لأي شخص لديه بضع دقائق من الوصول إلى بطاقة Classic، بما فيها EV1، أن يستعيد مفاتيح قطاعاتها الأخرى ويقرأها كاملة وينسخ محتوياتها، ولا يصلح أي تغيير برنامج ثابت تشفير Crypto-1. تعامل مع MIFARE Classic، بما فيها EV1، كـوثيقة اعتماد للراحة، لا للأمان: مناسبة عندما تحدد البطاقة فقط حاملاً يتحقق منه نظام خلفي، وغير مناسبة كحماية وحيدة لقيمة مخزنة أو أبواب يجب أن تقاوم الاستنساخ أو بيانات شخصية. وللتطبيقات ذات الصلة بالأمان تحيل NXP نفسها العملاء إلى MIFARE DESFire وMIFARE Plus.

وحيث يبقي قاعدة قائمة نظاماً على Classic في الوقت الحالي، تحد هذه التدابير من الضرر دون أن تجعل البطاقة آمنة:

• نوّع المفاتيح لكل بطاقة. اشتق مفاتيح قطاعات كل بطاقة من UID الخاص بها ومفتاح رئيسي محفوظ في وحدة آمنة، بحيث يفتح المفتاح المستعاد بطاقة واحدة لا الأسطول كله.
• تحقق في النظام الخلفي، لا على البطاقة. عامل البطاقة كمعرّف وتحقق من الاستحقاقات والصلاحية والموقع على الخادم؛ فمعرّف UID أو قيمة قطاع وحدهما لا يثبتان شيئاً لأن بطاقات استنساخ قابلة للكتابة بـ UID موجودة.
• راقب الشذوذ. أشر إلى ظهور المعرّف نفسه في مكانين ضمن نافذة سفر مستحيلة، أو إخفاقات مصادقة متكررة، لتحويل الاستنساخ غير المحدود إلى حفنة حوادث قابلة للكشف.
• خطط للانتقال. انتقل إلى MIFARE Plus، التي يمكن أن تعمل في قارئات Classic الحالية بمستوى الأمان 1 وتتحول إلى AES بمستوى الأمان 3 مع ترقية القارئات (وفي SL1 ما زالت تستخدم Crypto-1، لذا يأتي مكسب الأمان مع SL3)، أو إلى MIFARE DESFire لنظام آمن جديد.

تبقى Classic الطلب الصحيح عندما تكون القارئات والأقفال القائمة مخصصة لـ Classic فقط، أو عندما تحمل البطاقة فقط معرّفاً يتحقق منه النظام الخلفي ويكون خطر الاستنساخ منخفضاً: معظم مفاتيح الفنادق وعضويات الصالات الرياضية وشارات الزوار ووثائق اعتماد الفعاليات.

شرائح «متوافقة مع MIFARE»، ولماذا نستخدم NXP EV1

MIFARE Classic منتج من NXP، لكن الشرائح المتوافقة من صانعين آخرين، وأشهرها عائلة FM11RF08 من Fudan، تنفذ طبقة ISO/IEC 14443-3A وأوامر Crypto-1 بدقة كافية للعمل في كثير من قارئات Classic، وقد لا يميز قارئ يتحقق فقط من ATQA وSAK بينها. وهي ليست الشريحة نفسها. وفي أغسطس 2024 نشر Philippe Teuwen من Quarkslab مفتاح باب خلفي عتادياً في شريحة Fudan FM11RF08S، ومفتاح باب خلفي أقدم مشتركاً بين شريحتي Fudan FM11RF08 وFM11RF32 وشريحتي Philips القديمتين (NXP الآن) MF1ICS5003 وMF1ICS5004 المصنوعتين نحو 1998 إلى 2001 وبطاقات Infineon SLE66R35. ومع مثل هذا المفتاح، يمكن استعادة كل مفاتيح القطاعات في دقائق حتى عندما تكون متنوعة. ووجد Teuwen بطاقات Fudan في فنادق في الولايات المتحدة وأوروبا والهند؛ ورفضت عينات NXP Classic EV1 التي اختبرها الأوامر غير الموثقة.

هذا البحث أحد أسباب بناء كل بطاقة وسلسلة مفاتيح وسوار وملصق MIFARE Classic لدينا على شريحة NXP MIFARE Classic EV1 الأصلية، MF1S50 أو MF1S70، وعدم تقديم شريحة Fudan أو شريحة «متوافقة مع MIFARE» أخرى كخيار Classic. وحيثما تشتري، حدّد الشريحة الدقيقة في أمر الشراء، مثلاً «NXP MIFARE Classic EV1 1K، MF1S50، UID بسعة 7-byte» بدلاً من «MIFARE-compatible 1K»، واختبر عينة في القارئات والأقفال الفعلية قبل طلب بالجملة. فقد يُصادق جزء في قارئ اختبار مكتبي ومع ذلك يرفضه نظام دخول يتحقق من البصمة التقنية لبطاقاته، ويجب التعامل مع استنساخ قابل للكتابة بـ UID كتهديد استنساخ من أي نظام يدرج البطاقات في قائمة بيضاء حسب UID. ويتجنب تحديد NXP EV1 عائلات الشرائح التي وُجدت فيها مفاتيح الأبواب الخلفية هذه؛ وهو لا يصلح ضعف Crypto-1 الموصوف أعلاه.

عائلة MIFARE باختصار

MIFARE عائلة شرائح، لا منتجاً واحداً، وكلمة «MIFARE» في مواصفة لا تخبر القارئ أي عضو منها المقصود. ويضع الجدول Classic مقابل أقاربها لتطابق البطاقة مع ما يحتاجه النظام فعلاً؛ والشريحة المسماة في مواصفة مكامل الأنظمة لديك تفوز دائماً على هذا الملخص.

قراءة بطاقات Classic بالهواتف والقارئات

• قارئات الدخول والأقفال: ابحث عن دعم صريح لـ MIFARE Classic وطول UID المطلوب وتنسيق ترميز النظام. فكلمة «MIFARE» تسمي عائلة ولا تؤكد وحدها دعم Classic. وقراءة UID والمصادقة على بيانات قطاع قدرتان مختلفتان.
• هواتف Android: دعم MifareClassic يعتمد على العتاد وهو اختياري. تحقق من الهاتف والتطبيق الدقيقين، وزوّد مفاتيح القطاعات الصحيحة لعمليات البيانات المحمية.
• أجهزة iPhone: لا تختر Classic لتطبيق يحتاج إلى قراءة بيانات القطاعات أو كتابتها عبر Core NFC. وبالنسبة لمحتوى NDEF المواجه للهاتف، فكّر في علامة NFC Forum مثل تلك الموجودة في ملصقات NFC لدينا واختبر الهاتف والتطبيق المقصودين.
• قارئات/كاتبات سطح المكتب: يدرج ACR122U دعم MIFARE Classic عبر أوامر PC/SC؛ ويقدم µFR Classic CS عمليات Classic عبر SDK الخاص به. وPC/SC واجهة مضيف، لذا تحقق من أوامر البطاقة المحددة ودعم البرامج إضافة إلى طراز القارئ.

تنسيقات البطاقات والمواد

• بطاقة ID-1 القياسية: 85.6 × 54 mm، بسماكة 0.76 إلى 0.84 mm، من PVC أو PVC معاد تدويره أو PET-G أو بولي كربونات؛ وهي التنسيق لشارات الموظفين والعضوية ومفاتيح الفنادق.
• بطاقات رقيقة وورقية: PVC بسماكة 0.3 إلى 0.5 mm أو ورق مطلي للتذاكر المخصصة للاستخدام مرة واحدة وبطاقات الفعاليات؛ انظر بطاقة RFID الورقية لدينا.
• بطاقات خشبية وخيزران: جسم خشبي أو خيزراني بدل PVC؛ انظر بطاقة RFID الخشبية.
• سلاسل مفاتيح وأساور وملصقات: الشريحة S50 أو S70 نفسها في سلاسل ABS وأساور سيليكون أو قماش أساور وملصقات MIFARE.
• بطاقات مركبة: شريحة Classic وشريحة 125 kHz أو UHF في جسم بطاقة واحد، وتُقرأ كل شريحة بواسطة النظام المخصص لها؛ انظر بطاقة مركبة. أما بطاقة الواجهة المزدوجة فمنتج مختلف: شريحة واحدة يُوصل إليها عبر منطقة تلامس وهوائي معاً.

الطباعة والتخصيص

• الطباعة: طباعة أوفست CMYK وألوان Pantone الموضعية والطباعة الحريرية والطباعة بالأشعة فوق البنفسجية والطباعة الرقمية على الوجهين؛ وتشطيب غير لامع أو لامع أو ذي ملمس مصنفر؛ وخلفيات معدنية وهولوغرافية.
• بيانات متغيرة: ترقيم مطبوع أو محفور بالليزر وباركود ورموز QR وأسماء وصور هوية من ملف بياناتك. وعند طباعة UID أو رقم مخصص على كل بطاقة، تتلقى ملفاً بصيغة Excel أو CSV أو XML يقرن معرّف UID لكل بطاقة برقمها المطبوع.
• ميزات إضافية: شريط مغناطيسي HiCo أو LoCo ولوحة توقيع ولوحة خدش وثقب تعليق ونقش بارز.
• الترميز: فارغة بتهيئة النقل، أو مكتوبة ببيانات قطاعاتك عبر خدمة ترميز RFID لدينا. وتُقرأ كل بطاقة نرمّزها بعد ذلك، ويُشحن تقرير بيانات مع كل طلب مرمَّز. ويُؤكَّد تحميل مفاتيح قطاعاتك الخاصة في عرض السعر: اتفق على أي تسليم مفاتيح على حدة ولا ترسل أبداً مفاتيح في استفسار. ويتم الترميز فقط للمنظمة التي تدير النظام.

أين تُستخدم بطاقات MIFARE Classic

• التحكم بالدخول: شارات موظفين ومقيمين للمكاتب والشقق ومواقف السيارات؛ انظر سلاسل مفاتيح RFID للتحكم بالدخول.
• الفنادق: بطاقات مفاتيح فنادق لأنظمة الأقفال الكثيرة المبنية على Classic 1K؛ والدليل في بطاقات مفاتيح فنادق.
• العضوية والولاء: صالات رياضية ونوادٍ ومكتبات وبطاقات جامعية.
• النقل والفعاليات: تذاكر رحلة واحدة وموسمية وبطاقات فعاليات وأساور مهرجانات للدفع دون نقد.
• الدفع والمقصف: محافظ مغلقة الحلقة على كتل قيم Classic في الأنظمة الأقدم؛ وخطط للأنظمة الجديدة على MIFARE Plus أو DESFire.

قبل أن تطلب

1. الشريحة: 1K (S50) أو 4K (S70)، وNUID بسعة 4-byte أو UID بسعة 7-byte، كما يذكرها مكامل الأنظمة لديك أو بائع الأقفال؛ أرسل بطاقة عاملة إذا كانت المواصفة غير واضحة.
2. التنسيق والمادة: بطاقة PVC قياسية أو بطاقة رقيقة أو خشبية أو سلسلة مفاتيح أو سوار أو ملصق.
3. الأعمال الفنية والتشطيب وأي بيانات متغيرة أو شريط مغناطيسي أو لوحة توقيع.
4. الترميز والترقيم: فارغة أو مطبوعة بـ UID أو رقم أو مكتوبة ببيانات قطاعاتك (تحميل مفاتيحك الخاصة يُؤكَّد في عرض السعر).
5. الكمية وتاريخ التسليم؛ والعينات متاحة لاختبار القارئات والأقفال.

ما تصنعه Proud Tek

نصنع بطاقات وسلاسل مفاتيح وأساور وملصقات MIFARE Classic بشرائح NXP MIFARE Classic EV1 الأصلية، مطبوعة ومخصصة وفق مواصفاتك. ولا نورد قارئات التحكم بالدخول ولا أقفاله ولا برامجه، ولا ننسخ بطاقات من أنظمة لا يديرها المشتري. وإذا كان نظامك مستحقاً لترقية أمنية، فقارن بطاقة MIFARE Plus وبطاقات MIFARE DESFire، أو انظر كل بطاقات RFID لدينا.

مرجع تقني: ورقة بيانات NXP MIFARE Classic EV1 1K وصفحة منتج MIFARE Classic من NXP. وتصف وثائق الشرائح قدرات الدوائر المتكاملة؛ وهي لا تثبت المخزون ولا توافق بطاقة جاهزة مع نظامك.