MIFARE-Classic-Karte

MIFARE Classic im Überblick

• Zwei Speichergrößen: Die 1K (S50, 16 Sektoren), das übliche Ausweismedium für Tür-, Hotel- und Mitgliedssysteme, wird auf dieser Seite behandelt; die 4K (S70, 40 Sektoren) auf der Seite MIFARE-Classic-4K-Karte.
• Aktuelle Generation: Classic EV1, in beiden Größen. NXP stuft ihn als nicht empfohlen für neue Designs ein.
• Sicherheit: Crypto-1 ist geknackt, und EV1 ändert daran nichts. Verwenden Sie Classic, um zu einem installierten System zu passen, oder als Ausweismedium ohne Sicherheitsanspruch; für ein neues, sicheres System wählen Sie MIFARE DESFire oder MIFARE Plus.
• Was wir fertigen: Karten, Schlüsselanhänger, Armbänder und Aufkleber auf originalen NXP-MIFARE-Classic-EV1-Chips (MF1S50 für 1K, MF1S70 für 4K), bedruckt und blanko oder kodiert geliefert.

Spezifikation der MIFARE-Classic-Karte

Die Chip-Kennwerte stammen aus den MIFARE-Classic-EV1-Datenblättern von NXP. Kartenmaterial, Druck und Lesereichweite werden für Ihren Auftrag bestätigt und auf einem Muster mit Ihrem Lesegerät geprüft.

Was eine MIFARE-Classic-Karte ist

Ein MIFARE-Classic-Chip nutzt die Luftschnittstelle nach ISO/IEC 14443 Typ A, Teile 1 bis 3, mit eigenem Classic-Befehlssatz und Crypto-1-Authentifizierung statt der Protokollschicht ISO/IEC 14443-4, die DESFire verwendet. Der Speicher ist ein festes Raster aus Sektoren und Blöcken, und jeder Sektor verfügt über ein eigenes Schlüsselpaar, sodass mehrere Applikationen eine Karte unter getrennten Schlüsseln gemeinsam nutzen können. Zutritts-, Hotel- und Ticketingsysteme auf Classic-Basis akzeptieren eine Karte nur, wenn Lesegerät, Firmware und Kartenformat zusammenpassen — bestätigen Sie daher die Unterstützung für das konkrete System, nicht nur für die Frequenz.

1K oder 4K: Die beiden Größen im Vergleich

Befehle, Schlüssel, Crypto-1 und die UID-Optionen sind in beiden Größen gleich, aber ein System akzeptiert unter Umständen nur die Größe, für die es ausgelegt ist. Ein Tür- oder Hotelausweis braucht nur wenige Blöcke, daher ist die 1K die übliche Bestellung. Wenn mehrere Applikationen oder Datensätze auf der Karte mehr Sektoren erfordern, siehe wann 4K-Speicher benötigt wird.

MIFARE Classic EV1 in 1K und 4K

Die aktuellen Classic-Chips von NXP sind die EV1-Generation: MF1S50 für 1K und MF1S70 für 4K. Sie behalten Speicherkarte und Befehlssatz von Classic bei und funktionieren daher in bestehenden Classic-Systemen. NXP nennt EV1 die höchste Entwicklungsstufe der Familie, die alle Vorgängerversionen ablöst, und bescheinigt ihr hohe ESD-Festigkeit und hocheffiziente RF-Leistung. Gegenüber den NXP-Datenblättern von 2011 für die früheren MF1S50yyX und MF1S70yyX ergänzt EV1 drei Dinge:

• Gehärtet gegen die frühen rein kartenbasierten Angriffe. EV1 erzeugt eine wirklich zufällige Karten-Nonce und gibt nach einer fehlgeschlagenen Authentifizierung keinen Schlüsselstrom mehr über einen verschlüsselten Fehlercode preis — die beiden Schwachstellen hinter den Nested- und Darkside-Angriffen. Die Chiffre ist unverändert, daher stellt der Hardnested-Angriff von 2015 ihre Schlüssel weiterhin wieder her (siehe Sicherheitsabschnitt unten).
• Lastmodulations-Option. Die Lastmodulationsstärke der Karte kann von „stark“ (Standard) auf „normal“ umgeschaltet werden, wo ein Lesegerätesystem dies erfordert.
• Originalitätsprüfung. Die 1K EV1 unterstützt die Originalitätsprüfung von NXP; die 4K EV1 nicht.

Unverändert von den früheren Chips übernommen: die Wahl zwischen 7-Byte-UID und 4-Byte-NUID, mit Random-ID- und einmaliger UID-Personalisierung bei den 7-Byte-Varianten (im nächsten Abschnitt erklärt), 200.000 Schreibzyklen typisch (mindestens 100.000), mindestens 10 Jahre Datenerhalt und bis zu 100 mm Lesereichweite. NXP stuft Classic EV1 als nicht empfohlen für neue Designs ein und nennt MIFARE DESFire Light als Alternative.

4-Byte-NUID oder 7-Byte-UID

Der Identifikator steht in Block 0 von Sektor 0, dem Herstellerblock, den NXP in der Produktion programmiert und schreibschützt. Classic EV1 wird in einer von zwei Varianten bestellt, und die Wahl ist für jedes System relevant, das Karten anhand ihrer ID einliest oder sucht.

Eine 7-Byte-UID kann ältere Software überraschen. In der ersten Kaskadenebene gibt die Karte das Kaskaden-Tag 88h und nur die ersten drei UID-Bytes zurück, sodass ein Controller, der nur diese erste Antwort speichert, eine andere Nummer als die volle UID erfasst. Die 7-Byte-Varianten können stattdessen so personalisiert werden, dass sie mit einer Random ID in einfacher Größe oder mit einer aus der 7-Byte-UID berechneten 4-Byte-NUID antworten. Der Befehl Personalize UID Usage setzt dies einmalig und sperrt es anschließend; NXP empfiehlt, ihn bei der Personalisierung zu senden, auch wenn die Standardeinstellung beibehalten wird. Teilen Sie uns mit, für welche ID das System ausgelegt ist, oder senden Sie eine funktionierende Karte, und testen Sie ein Muster in den realen Lesegeräten vor einer Serienbestellung.

1K-Speicherkarte: Sektoren, Blöcke und der Sektor-Trailer

Ein 1K-Chip besteht aus 16 Sektoren zu je 4 Blöcken à 16 Byte: 1024 Byte. Der letzte Block jedes Sektors (Block 3) ist der Sektor-Trailer; die übrigen enthalten Daten. Sektor 0, Block 0 ist der Herstellerblock mit UID und NXP-Daten, in der Produktion programmiert und schreibgeschützt. Es verbleiben 47 Datenblöcke, etwa 752 Byte. Das 4K-Layout mit seinen acht großen Sektoren ist auf der Seite MIFARE-Classic-4K-Karte dargestellt.

Zwei Schlüssel schützen jeden Sektor: Schlüssel A und Schlüssel B, im Trailer zusammen mit den Zugriffsbits abgelegt (Tabelle unten). Die Zugriffsbits legen Block für Block fest, welcher Schlüssel lesen, schreiben, inkrementieren oder dekrementieren darf. Ein gängiges Muster gibt den Lesegeräten im Feld Schlüssel A zum Lesen und behält Schlüssel B, der schreiben kann, an der Ausgabestation. Schlüssel A liest sich stets als Nullen zurück, ebenso Schlüssel B — es sei denn, die Zugriffsbits machen ihn lesbar, dann dient er als Daten statt als Schlüssel. Bei Lieferung lautet jeder Schlüssel FFFFFFFFFFFF und die Zugriffsbytes FF0780, die Transportkonfiguration; Schlüssel B ist in diesem Zustand lesbar, daher wird eine neue Karte mit Schlüssel A authentifiziert. Der Chip prüft das Zugriffsbit-Format bei jedem Zugriff und blockiert den gesamten Sektor unwiderruflich, wenn das Format falsch ist — schreiben Sie Trailer daher mit einem getesteten Skript.

Ein Value-Block enthält einen vorzeichenbehafteten 4-Byte-Wert in redundantem Format, das Fehlererkennung und Sicherungsverwaltung ermöglicht, und unterstützt Inkrementieren, Dekrementieren, Wiederherstellen und Übertragen. So wurden geschlossene Geldbörsen und Zähler auf Classic realisiert. Diese Struktur ist nicht geheim: Der Schutz beruht vollständig auf den Sektorschlüsseln und der Chiffre.

Sicherheit: Crypto-1 ist geknackt — auch auf EV1

Classic schützt seine Sektoren mit Crypto-1, einer proprietären Stromchiffre mit 48-Bit-Schlüsseln, die vor jedem Lesen oder Schreiben eines Blocks in einer dreistufigen gegenseitigen Authentifizierung ausgeführt wird. NXP hat sie nie veröffentlicht. Im Dezember 2007 stellten Karsten Nohl und Henryk Plötz ein teilweises Reverse Engineering aus dem Silizium vor, und 2008 vollendeten Forscher der Radboud-Universität Nijmegen es und veröffentlichten praktikable Angriffe zur Schlüsselwiederherstellung. Die darauf folgenden rein kartenbasierten Angriffe, Nested und Darkside, nutzten zwei Implementierungsfehler: eine vorhersagbare Karten-Nonce und einen verschlüsselten Fehlercode nach einer fehlgeschlagenen Authentifizierung.

Classic EV1 und andere „gehärtete“ Karten beseitigen diese beiden Fehler, ohne die Kompatibilität mit Classic-Lesegeräten zu brechen. Sie ändern die Chiffre nicht. 2015 veröffentlichten Carlo Meijer und Roel Verdult den Hardnested-Angriff, der eine im Classic-Protokoll eingebaute Paritätsbit-Lücke nutzt, einen bekannten Schlüssel benötigt (ungenutzte Sektoren behalten oft einen Standardschlüssel) und einen Schlüssel einer gehärteten Karte in etwa fünf Minuten auf einem Laptop-Kern mit handelsüblicher Hardware wiederherstellte. Ihr Fazit: Jede Classic-kompatible Karte sollte als reine Speicherkarte behandelt werden.

Die Konsequenz ist dauerhaft. Sobald ein Sektorschlüssel bekannt ist — was laut Meijer und Verdult in der Praxis fast immer der Fall ist —, kann jeder mit wenigen Minuten Zugriff auf eine Classic-Karte, EV1 eingeschlossen, ihre übrigen Sektorschlüssel wiederherstellen, sie vollständig auslesen und ihre Inhalte kopieren; keine Firmware-Änderung repariert Crypto-1. Behandeln Sie MIFARE Classic, EV1 eingeschlossen, als Ausweismedium ohne Sicherheitsanspruch, nicht als Sicherheitselement: ausreichend, wenn die Karte nur einen Inhaber identifiziert, den ein Backend prüft; nicht geeignet als alleiniger Schutz für gespeicherte Werte, für Türen, die Klonen widerstehen müssen, oder für personenbezogene Daten. Für sicherheitsrelevante Anwendungen verweist NXP selbst auf MIFARE DESFire und MIFARE Plus.

Wo ein Bestandssystem vorerst auf Classic setzt, begrenzen diese Maßnahmen den Schaden, ohne die Karte sicher zu machen:

• Schlüssel pro Karte diversifizieren. Leiten Sie die Sektorschlüssel jeder Karte aus ihrer UID und einem Masterschlüssel in einem sicheren Modul ab, damit ein wiederhergestellter Schlüssel nur eine Karte entsperrt statt der gesamten Flotte.
• Im Backend prüfen, nicht auf der Karte. Behandeln Sie die Karte als Identifikator und prüfen Sie Berechtigungen, Gültigkeit und Standort serverseitig; eine UID oder ein Sektorwert allein beweist nichts, weil es UID-beschreibbare Klonkarten gibt.
• Auf Auffälligkeiten achten. Melden Sie denselben Identifikator an zwei Orten innerhalb eines unmöglichen Zeitfensters oder wiederholte Authentifizierungsfehler, um aus unbegrenztem Klonen eine Handvoll erkennbarer Vorfälle zu machen.
• Die Migration planen. Wechseln Sie zu MIFARE Plus, das in heutigen Classic-Lesegeräten im Sicherheitslevel 1 läuft und mit der Aufrüstung der Lesegeräte in Sicherheitslevel 3 auf AES umstellt (in SL1 nutzt es noch Crypto-1, der Sicherheitsgewinn kommt also mit SL3), oder zu MIFARE DESFire für ein neues, sicheres System.

Classic bleibt die richtige Bestellung, wenn die installierten Lesegeräte und Schlösser nur Classic können, oder wenn die Karte nur einen Identifikator trägt, den das Backend prüft, und das Klonrisiko gering ist: die meisten Hotelschlüssel, Fitnessmitgliedschaften, Besucherausweise und Event-Ausweise.

„MIFARE-kompatible“ Chips — und warum wir NXP EV1 verwenden

MIFARE Classic ist ein NXP-Produkt, doch kompatible Chips anderer Hersteller — am häufigsten Fudans FM11RF08-Familie — implementieren die ISO/IEC-14443-3A-Schicht und die Crypto-1-Befehle so genau, dass sie in vielen Classic-Lesegeräten funktionieren, und ein Lesegerät, das nur ATQA und SAK prüft, unterscheidet sie unter Umständen nicht. Sie sind nicht derselbe Chip. Im August 2024 veröffentlichte Philippe Teuwen von Quarkslab einen Hardware-Backdoor-Schlüssel im Fudan FM11RF08S sowie einen älteren Backdoor-Schlüssel, den sich Fudan-FM11RF08- und -FM11RF32-Chips sowie alte Philips- (heute NXP-) MF1ICS5003- und MF1ICS5004-Chips aus den Jahren 1998 bis 2001 und Infineon-SLE66R35-Karten teilen. Mit einem solchen Schlüssel lassen sich alle Sektorschlüssel in Minuten wiederherstellen, selbst wenn sie diversifiziert sind. Er fand die Fudan-Karten in Hotels in den USA, Europa und Indien; die getesteten NXP-Classic-EV1-Muster wiesen die undokumentierten Befehle zurück.

Diese Forschung ist ein Grund, warum wir jede MIFARE-Classic-Karte, jeden Schlüsselanhänger, jedes Armband und jeden Aufkleber auf einem originalen NXP-MIFARE-Classic-EV1-Chip bauen, MF1S50 oder MF1S70, und keinen Fudan- oder anderen „MIFARE-kompatiblen“ Chip als Classic-Option anbieten. Wo immer Sie kaufen, spezifizieren Sie den exakten Chip auf der Bestellung, zum Beispiel „NXP MIFARE Classic EV1 1K, MF1S50, 7-Byte-UID“ statt „MIFARE-kompatible 1K“, und testen Sie ein Muster in den tatsächlichen Lesegeräten und Schlössern vor einer Serienbestellung. Ein Baustein, der sich an einem Tisch-Lesegerät authentifiziert, kann von einem Zutrittssystem, das seine Karten per Fingerprinting prüft, dennoch abgewiesen werden, und ein UID-beschreibbarer Klon muss von jedem System, das Karten per UID whitelistet, als Klonbedrohung behandelt werden. Die Spezifikation von NXP EV1 vermeidet die Chipfamilien, in denen diese Backdoor-Schlüssel gefunden wurden; sie behebt nicht die oben beschriebene Crypto-1-Schwäche.

Die MIFARE-Familie im Überblick

MIFARE ist eine Familie von Chips, kein einzelnes Produkt, und „MIFARE“ in einer Spezifikation sagt dem Lesegerät nicht, welches Mitglied gemeint ist. Die Tabelle stellt Classic seinen Verwandten gegenüber, damit Sie die Karte auf das abstimmen können, was das System tatsächlich benötigt; ein in der Spezifikation Ihres Integrators genannter Chip geht dieser Übersicht immer vor.

Classic-Karten mit Telefonen und Lesegeräten lesen

• Zutrittsleser und Schlösser: Achten Sie auf explizite MIFARE-Classic-Unterstützung, die erforderliche UID-Länge und das Kodierformat des Systems. „MIFARE“ benennt eine Familie und bestätigt allein keine Classic-Unterstützung. Das Lesen einer UID und das Authentifizieren an Sektordaten sind unterschiedliche Fähigkeiten.
• Android-Telefone: MifareClassic-Unterstützung hängt von der Hardware ab und ist optional. Prüfen Sie das genaue Telefon und die App, und stellen Sie die korrekten Sektorschlüssel für geschützte Datenoperationen bereit.
• iPhones: Wählen Sie Classic nicht für eine Applikation, die über Core NFC Sektordaten lesen oder schreiben muss. Für telefonseitige NDEF-Inhalte erwägen Sie ein NFC-Forum-Tag wie in unseren NFC-Aufklebern, und testen Sie das vorgesehene Telefon und die App.
• Desktop-Lesegeräte/Schreiber: Der ACR122U listet MIFARE-Classic-Unterstützung über PC/SC-Befehle; der µFR Classic CS bietet Classic-Operationen über sein SDK. PC/SC ist eine Host-Schnittstelle — prüfen Sie daher kartenspezifische Befehle und Softwareunterstützung ebenso wie das Lesegerätemodell.

Kartenformate und Materialien

• Standardkarte ID-1: 85,6 × 54 mm, 0,76 bis 0,84 mm dick, aus PVC, recyceltem PVC, PET-G oder Polycarbonat; das Format für Mitarbeiterausweise, Mitglieds- und Hotelschlüsselkarten.
• Dünne Karten und Papierkarten: 0,3 bis 0,5 mm PVC oder beschichtetes Papier für Einwegtickets und Eventpässe; siehe unsere RFID-Papierkarte.
• Holz- und Bambuskarten: ein Holz- oder Bambuskörper statt PVC; siehe die RFID-Holzkarte.
• Schlüsselanhänger, Armbänder und Aufkleber: derselbe S50- oder S70-Chip in ABS-Anhängern, Silikon- oder Stoff-Armbändern und MIFARE-Aufklebern.
• Combi-Karten: ein Classic-Chip und ein 125-kHz- oder UHF-Chip in einem Kartenkörper, jeder von seinem eigenen System gelesen; siehe die Combi-Karte. Eine Dual-Interface-Karte ist ein anderes Produkt: ein Chip, der sowohl über ein Kontaktfeld als auch über eine Antenne erreicht wird.

Druck und Personalisierung

• Druck: Offset-CMYK, Pantone-Sonderfarben, Siebdruck, UV- und Digitaldruck auf beiden Seiten; matte, glänzende oder satinierte Oberfläche; metallische und holografische Hintergründe.
• Variable Daten: gedruckte oder lasergravierte Nummerierung, Barcodes, QR-Codes, Namen und Foto-IDs aus Ihrer Datendatei. Wenn die UID oder eine zugewiesene Nummer auf jede Karte gedruckt wird, erhalten Sie eine Excel-, CSV- oder XML-Datei, die die UID jeder Karte ihrer gedruckten Nummer zuordnet.
• Zusatzmerkmale: HiCo- oder LoCo-Magnetstreifen, Unterschriftenfeld, Rubbelfeld, Schlitzstanzung, Prägung.
• Kodierung: blanko in der Transportkonfiguration oder mit Ihren Sektordaten beschrieben über unseren RFID-Kodierservice. Jede Karte, die wir kodieren, wird anschließend zurückgelesen, und mit jeder kodierten Bestellung wird ein Datenreport geliefert. Das Laden Ihrer eigenen Sektorschlüssel wird im Angebot bestätigt: Vereinbaren Sie jede Schlüsselübergabe separat und senden Sie Schlüssel niemals in einer Anfrage. Die Kodierung erfolgt nur für die Organisation, die das System verwaltet.

Wo MIFARE-Classic-Karten eingesetzt werden

• Zutrittskontrolle: Mitarbeiter- und Bewohnerausweise für Büros, Wohnungen und Parkhäuser; siehe RFID-Schlüsselanhänger für Zutrittskontrolle.
• Hotels: Hotelschlüsselkarten für die vielen Schlosssysteme auf Classic-1K-Basis; Leitfaden unter Hotelschlüsselkarten.
• Mitgliedschaft und Kundenbindung: Fitnessstudios, Clubs, Bibliotheken und Campuskarten.
• Verkehr und Events: Einzelfahr- und Saisontickets, Eventpässe und bargeldlose Festival-Armbänder.
• Payment und Kantine: geschlossene Geldbörsen auf Classic-Value-Blöcken in älteren Systemen; planen Sie neue mit MIFARE Plus oder DESFire.

Vor Ihrer Bestellung

1. Chip: 1K (S50) oder 4K (S70), sowie 4-Byte-NUID oder 7-Byte-UID, wie von Ihrem Integrator oder Schlosshersteller angegeben; senden Sie eine funktionierende Karte, wenn die Spezifikation unklar ist.
2. Format und Material: Standard-PVC-Karte, dünne Karte, Holz, Schlüsselanhänger, Armband oder Aufkleber.
3. Druckvorlage, Oberfläche sowie variable Daten, Magnetstreifen oder Unterschriftenfeld.
4. Kodierung und Nummerierung: blanko, mit UID oder Nummer bedruckt, oder mit Ihren Sektordaten beschrieben (das Laden Ihrer eigenen Schlüssel wird im Angebot bestätigt).
5. Menge und Liefertermin; Muster für Leser- und Schlosstests sind verfügbar.

Was Proud Tek fertigt

Wir fertigen MIFARE-Classic-Karten, Schlüsselanhänger, Armbänder und Aufkleber mit originalen NXP-MIFARE-Classic-EV1-Chips, bedruckt und personalisiert nach Ihrer Spezifikation. Wir liefern keine Zutrittsleser, Schlösser oder Software, und wir duplizieren keine Karten aus Systemen, die der Käufer nicht verwaltet. Wenn für Ihr System ein Sicherheits-Upgrade ansteht, vergleichen Sie die MIFARE-Plus-Karte und die MIFARE-DESFire-Karten oder sehen Sie alle unsere RFID-Karten.

Technische Referenz: NXP-MIFARE-Classic-EV1-1K-Datenblatt und MIFARE-Classic-Produktseite. Die Chipdokumentation beschreibt IC-Fähigkeiten; sie begründet weder Lagerbestände noch die Kompatibilität einer fertigen Karte mit Ihrem System.