Card MIFARE Classic

MIFARE Classic in breve

• Due dimensioni di memoria: 1K (S50, 16 settori), la credenziale usuale per accessi, hotel e membership, è descritta in questa pagina; la 4K (S70, 40 settori) è trattata nella pagina Card MIFARE Classic 4K.
• Generazione attuale: Classic EV1, in entrambe le dimensioni. NXP la indica come non raccomandata per nuovi progetti.
• Sicurezza: Crypto-1 è compromessa, e EV1 non cambia questo dato. Utilizzi Classic per abbinarsi a un sistema installato o come credenziale di comodo; per un nuovo sistema sicuro scelga MIFARE DESFire o MIFARE Plus.
• Che cosa produciamo: card, portachiavi, braccialetti e adesivi con chip NXP MIFARE Classic EV1 originali (MF1S50 per la 1K, MF1S70 per la 4K), stampati e consegnati blank o codificati.

Specifiche della card MIFARE Classic

I valori del chip provengono dalle schede tecniche NXP MIFARE Classic EV1. Materiale della card, stampa e distanza di lettura vengono confermati per il Suo ordine e verificati su un campione con il Suo lettore.

Che cos'è una card MIFARE Classic

Un chip MIFARE Classic utilizza l'interfaccia aerea ISO/IEC 14443 Type A, parti da 1 a 3, con il proprio set di comandi Classic e l'autenticazione Crypto-1 al posto del livello di protocollo ISO/IEC 14443-4 utilizzato da DESFire. La memoria è una griglia fissa di settori e blocchi, e ciascun settore ha la propria coppia di chiavi, pertanto più applicazioni possono condividere una card con chiavi separate. I sistemi di controllo accessi, hotel e bigliettazione basati su Classic accettano una card soltanto quando lettore, firmware e formato della card corrispondono tutti, pertanto confermi il supporto per il sistema esatto, non per la sola frequenza.

1K o 4K: confronto tra le due dimensioni

Comandi, chiavi, Crypto-1 e opzioni UID sono uguali in entrambe le dimensioni, ma un sistema può accettare soltanto la dimensione per cui è stato costruito. Una credenziale per accessi o hotel richiede soltanto pochi blocchi, pertanto la 1K è l'ordine usuale. Quando più applicazioni o registri on-card richiedono più settori, veda quando serve la memoria 4K.

MIFARE Classic EV1 in 1K e 4K

I chip Classic attuali di NXP sono della generazione EV1: MF1S50 per la 1K e MF1S70 per la 4K. Mantengono la mappa di memoria e il set di comandi Classic, pertanto funzionano nei sistemi Classic esistenti. NXP definisce EV1 la massima evoluzione della famiglia, successore di tutte le versioni precedenti, e le riconosce una grande robustezza ESD e prestazioni RF molto efficienti. Rispetto alle schede tecniche NXP del 2011 per i precedenti MF1S50yyX e MF1S70yyX, EV1 aggiunge tre elementi:

• Resistenza ai primi attacchi solo-card. EV1 genera un nonce di card davvero casuale e non lascia più trapelare keystream tramite un codice di errore cifrato dopo un'autenticazione fallita, i due difetti alla base degli attacchi nested e darkside. Il cifrario è invariato, pertanto l'attacco hardnested del 2015 recupera comunque le sue chiavi (veda la sezione sulla sicurezza di seguito).
• Opzione di load modulation. L'intensità della load modulation della card può essere commutata da forte (impostazione predefinita) a normale laddove un sistema di lettori lo richieda.
• Verifica di originalità. La EV1 da 1K supporta la verifica di originalità di NXP; la EV1 da 4K no.

Ripresi invariati dai chip precedenti: la scelta tra UID a 7 byte o NUID a 4 byte, con ID casuale e personalizzazione una tantum dell'UID sulle versioni a 7 byte (spiegata nella prossima sezione), 200.000 cicli di scrittura tipici (100.000 minimi), almeno 10 anni di conservazione dati e una distanza operativa fino a 100 mm. NXP indica Classic EV1 come non raccomandata per nuovi progetti e nomina MIFARE DESFire Light come alternativa.

NUID a 4 byte o UID a 7 byte

L'identificatore si trova nel blocco 0 del settore 0, il blocco del produttore, che NXP programma e protegge in scrittura in produzione. Classic EV1 viene ordinata in una di due varianti, e la scelta conta per qualsiasi sistema che registra o ricerca card in base al loro ID.

Un UID a 7 byte può sorprendere software più vecchi. Nel primo livello di cascata la card restituisce il tag di cascata 88h e soltanto i primi tre byte dell'UID, pertanto un controller che memorizza soltanto quella prima risposta registra un numero diverso dall'UID completo. Le versioni a 7 byte possono invece essere personalizzate per rispondere con un ID casuale a dimensione singola, o con un NUID a 4 byte calcolato dall'UID a 7 byte. Il comando Personalize UID Usage imposta questo dato una sola volta e poi lo blocca, e NXP raccomanda di inviarlo durante la personalizzazione anche quando viene mantenuta l'impostazione predefinita. Ci dica per quale ID è stato costruito il sistema, o ci invii una card funzionante, e testi un campione nei lettori reali prima di un ordine di grandi dimensioni.

Mappa di memoria 1K: settori, blocchi e trailer di settore

Un chip 1K è composto da 16 settori, ciascuno di 4 blocchi da 16 byte: 1024 byte. L'ultimo blocco di ogni settore (blocco 3) è il trailer di settore; gli altri contengono dati. Il settore 0, blocco 0 è il blocco del produttore con UID e dati NXP, programmato e protetto in scrittura in produzione. Restano 47 blocchi dati, circa 752 byte. Il layout 4K, con i suoi otto settori grandi, è illustrato nella pagina Card MIFARE Classic 4K.

Due chiavi proteggono ogni settore: Key A e Key B, contenute nel trailer insieme ai bit di accesso (tabella di seguito). I bit di accesso decidono, blocco per blocco, quale chiave può leggere, scrivere, incrementare o decrementare. Uno schema comune assegna ai lettori sul campo la Key A per la lettura e mantiene la Key B, che può scrivere, presso la stazione di emissione. La Key A viene sempre riletta come zeri, e così pure la Key B a meno che i bit di accesso la rendano leggibile, nel qual caso serve come dato anziché come chiave. Alla consegna ogni chiave è FFFFFFFFFFFF e i byte di accesso sono FF0780, la configurazione di trasporto; la Key B è leggibile in quello stato, pertanto una card nuova viene autenticata con la Key A. Il chip verifica il formato dei bit di accesso a ogni accesso e blocca irreversibilmente l'intero settore se il formato è errato, pertanto scriva i trailer con uno script collaudato.

Un blocco valore contiene un valore con segno a 4 byte in un formato ridondante che consente il rilevamento degli errori e la gestione dei backup, e supporta incremento, decremento, ripristino e trasferimento. È così che sono stati costruiti borsellini a circuito chiuso e contatori su Classic. Nulla di questa struttura è segreto: la protezione si basa interamente sulle chiavi di settore e sul cifrario.

Sicurezza: Crypto-1 è compromessa, anche su EV1

Classic protegge i suoi settori con Crypto-1, un cifrario a flusso proprietario con chiavi a 48 bit, eseguito in un'autenticazione reciproca in tre passaggi prima che qualsiasi blocco possa essere letto o scritto. NXP non l'ha mai pubblicato. Nel dicembre 2007 Karsten Nohl e Henryk Plötz ne presentarono una parziale reverse engineering dal silicio, e nel 2008 ricercatori della Radboud University Nijmegen la completarono e pubblicarono pratici attacchi di recupero delle chiavi. Gli attacchi solo-card che seguirono, nested e darkside, sfruttavano due difetti di implementazione: un nonce di card prevedibile e un codice di errore cifrato dopo un'autenticazione fallita.

Classic EV1 e altre card “hardened” eliminano quei due difetti senza interrompere la compatibilità con i lettori Classic. Non cambiano il cifrario. Nel 2015 Carlo Meijer e Roel Verdult pubblicarono l'attacco hardnested, che sfrutta una perdita di bit di parità insita nel protocollo Classic, richiede una chiave nota (settori inutilizzati mantengono spesso una chiave predefinita) e recuperò una chiave da una card hardened in circa cinque minuti su un singolo core di laptop, con hardware di consumo. La loro conclusione: ogni card compatibile con Classic va trattata come una semplice card di memoria.

La conseguenza è permanente. Una volta nota una chiave di settore, caso che Meijer e Verdult riscontrarono quasi sempre nella pratica, chiunque abbia accesso per pochi minuti a una card Classic, EV1 inclusa, può recuperarne le altre chiavi di settore, leggerla integralmente e copiarne i contenuti, e nessuna modifica del firmware risolve Crypto-1. Tratti MIFARE Classic, EV1 inclusa, come una credenziale di comodo, non di sicurezza: adatta quando la card identifica soltanto un titolare verificato da un back-end, non adatta come unica protezione per valore memorizzato, porte che devono resistere alla clonazione o dati personali. Per applicazioni rilevanti per la sicurezza NXP stessa rimanda a MIFARE DESFire e MIFARE Plus.

Laddove una base installata mantenga per ora un sistema su Classic, queste misure limitano il danno senza rendere sicura la card:

• Diversifichi le chiavi per card. Derivi le chiavi di settore di ciascuna card dal suo UID e da una chiave master custodita in un modulo sicuro, così che una chiave recuperata sblocchi una sola card anziché l'intera flotta.
• Verifichi nel back-end, non sulla card. Tratti la card come un identificatore e verifichi diritti, validità e posizione lato server; un UID o un valore di settore da solo non prova nulla, perché esistono card clone con UID scrivibile.
• Osservi le anomalie. Segnali lo stesso identificatore che compare in due luoghi in una finestra di viaggio impossibile, o ripetuti fallimenti di autenticazione, per trasformare una clonazione illimitata in una manciata di incidenti rilevabili.
• Pianifichi la migrazione. Passi a MIFARE Plus, che può funzionare nei lettori Classic odierni nel livello di sicurezza 1 e passare ad AES nel livello di sicurezza 3 man mano che i lettori vengono aggiornati (in SL1 utilizza ancora Crypto-1, pertanto il guadagno di sicurezza arriva con SL3), o a MIFARE DESFire per un nuovo sistema sicuro.

Classic resta l'ordine giusto quando i lettori e le serrature installati sono solo Classic, o quando la card contiene soltanto un identificatore verificato dal back-end e il rischio di clonazione è basso: la maggior parte delle chiavi hotel, delle membership in palestra, dei badge visitatori e delle credenziali per eventi.

Chip “compatibili MIFARE”, e perché utilizziamo NXP EV1

MIFARE Classic è un prodotto NXP, ma chip compatibili di altri produttori, più comunemente la famiglia FM11RF08 di Fudan, implementano il livello ISO/IEC 14443-3A e i comandi Crypto-1 in modo sufficientemente fedele da funzionare in molti lettori Classic, e un lettore che controlli soltanto ATQA e SAK potrebbe non distinguerli. Non sono lo stesso chip. Nell'agosto 2024 Philippe Teuwen di Quarkslab pubblicò una chiave backdoor hardware nel Fudan FM11RF08S, e una chiave backdoor più vecchia condivisa dai chip Fudan FM11RF08 e FM11RF32 e dai vecchi chip Philips (ora NXP) MF1ICS5003 e MF1ICS5004 prodotti intorno al 1998–2001 e dalle card Infineon SLE66R35. Con una tale chiave, tutte le chiavi di settore possono essere recuperate in pochi minuti anche quando sono diversificate. Egli trovò le card Fudan in hotel negli Stati Uniti, in Europa e in India; i campioni NXP Classic EV1 da lui testati rifiutarono i comandi non documentati.

Questa ricerca è una ragione per cui costruiamo ogni card, portachiavi, braccialetto e adesivo MIFARE Classic su un chip NXP MIFARE Classic EV1 originale, MF1S50 o MF1S70, e non offriamo un chip Fudan o altro chip “compatibile MIFARE” come opzione Classic. Ovunque acquisti, specifichi il chip esatto nell'ordine d'acquisto, ad esempio “NXP MIFARE Classic EV1 1K, MF1S50, UID a 7 byte” anziché “1K compatibile MIFARE”, e testi un campione nei lettori e nelle serrature reali prima di un ordine in grandi quantità. Un componente che si autentica in un lettore da banco può comunque essere rifiutato da un sistema di accesso che identifica le sue card tramite fingerprint, e un clone con UID scrivibile va trattato come una minaccia di clonazione da qualsiasi sistema che inserisca card in whitelist in base all'UID. Specificare NXP EV1 evita le famiglie di chip in cui sono state trovate queste chiavi backdoor; non risolve la debolezza Crypto-1 descritta sopra.

La famiglia MIFARE a colpo d'occhio

MIFARE è una famiglia di chip, non un unico prodotto, e “MIFARE” in una specifica non dice al lettore quale membro sia inteso. La tabella mette Classic a confronto con i suoi parenti così che Lei possa abbinare la card a ciò che il sistema richiede realmente; un chip indicato nella specifica del Suo integratore prevale sempre su questo riepilogo.

Lettura delle card Classic con telefoni e lettori

• Lettori e serrature di accesso: cerchi un supporto esplicito per MIFARE Classic, la lunghezza UID richiesta e il formato di codifica del sistema. “MIFARE” indica una famiglia e da solo non conferma il supporto Classic. Leggere un UID e autenticarsi sui dati di settore sono capacità diverse.
• Telefoni Android: il supporto MifareClassic dipende dall'hardware e è facoltativo. Verifichi il telefono e l'app esatti, e fornisca le chiavi di settore corrette per le operazioni sui dati protetti.
• iPhone: non scelga Classic per un'applicazione che debba leggere o scrivere dati di settore tramite Core NFC. Per contenuti NDEF rivolti al telefono, valuti un tag NFC Forum come quelli dei nostri adesivi NFC e testi il telefono e l'app previsti.
• Lettori/scrittori desktop: l'ACR122U elenca il supporto MIFARE Classic tramite comandi PC/SC; il µFR Classic CS offre operazioni Classic tramite il suo SDK. PC/SC è un'interfaccia host, pertanto verifichi i comandi specifici della card e il supporto software oltre al modello di lettore.

Formati e materiali delle card

• Card ID-1 standard: 85,6 × 54 mm, spessore da 0,76 a 0,84 mm, in PVC, PVC riciclato, PET-G o policarbonato; il formato per badge del personale, membership e chiavi hotel.
• Card sottili e cartacee: PVC da 0,3 a 0,5 mm o carta patinata per biglietti usa e getta e pass per eventi; veda la nostra card cartacea RFID.
• Card in legno e bambù: un corpo in legno o bambù al posto del PVC; veda la card RFID in legno.
• Portachiavi, braccialetti e adesivi: lo stesso chip S50 o S70 in portachiavi ABS, braccialetti in silicone o tessuto e adesivi MIFARE.
• Card combi: un chip Classic e un chip a 125 kHz o UHF in un unico corpo card, ciascuno letto dal proprio sistema; veda la card combi. Una card dual-interface è un prodotto diverso: un unico chip raggiungibile sia tramite un pad a contatto sia tramite un'antenna.

Stampa e personalizzazione

• Stampa: stampa offset CMYK, colori spot Pantone, serigrafia, UV e stampa digitale su entrambi i lati; finitura opaca, lucida o satinata; sfondi metallici e olografici.
• Dati variabili: numerazione stampata o incisa al laser, codici a barre, codici QR, nomi e foto ID dal Suo file dati. Quando l'UID o un numero assegnato viene stampato su ciascuna card, riceve un file Excel, CSV o XML che abbina l'UID di ogni card al suo numero stampato.
• Funzioni aggiuntive: banda magnetica HiCo o LoCo, pannello firma, pannello grattabile, foro per laccetto, goffratura.
• Codifica: blank nella configurazione di trasporto, o scritta con i Suoi dati di settore tramite il nostro servizio di codifica RFID. Ogni card da noi codificata viene riletta in seguito, e un report dati viene spedito con ogni ordine codificato. Il caricamento delle Sue chiavi di settore viene confermato nel preventivo: concordi separatamente qualsiasi passaggio di chiavi e non invii mai chiavi in una richiesta. La codifica viene eseguita soltanto per l'organizzazione che amministra il sistema.

Dove vengono utilizzate le card MIFARE Classic

• Controllo accessi: badge per personale e residenti per uffici, appartamenti e parcheggi; veda portachiavi RFID per il controllo accessi.
• Hotel: card chiave per hotel per i molti sistemi di serrature basati su Classic 1K; guida in card chiave per hotel.
• Membership e loyalty: palestre, club, biblioteche e card per campus.
• Trasporti ed eventi: biglietti di corsa singola e abbonamenti, pass per eventi e braccialetti per festival cashless.
• Pagamenti e mense: borsellini a circuito chiuso su blocchi valore Classic in sistemi più vecchi; pianifichi i nuovi su MIFARE Plus o DESFire.

Prima di ordinare

1. Chip: 1K (S50) o 4K (S70), e NUID a 4 byte o UID a 7 byte, come indicato dal Suo integratore o fornitore di serrature; ci invii una card funzionante se la specifica non è chiara.
2. Formato e materiale: card PVC standard, card sottile, legno, portachiavi, braccialetto o adesivo.
3. Grafica, finitura ed eventuali dati variabili, banda magnetica o pannello firma.
4. Codifica e numerazione: blank, stampata con l'UID o un numero, o scritta con i Suoi dati di settore (il caricamento delle Sue chiavi viene confermato nel preventivo).
5. Quantità e data di consegna; sono disponibili campioni per test su lettori e serrature.

Che cosa produce Proud Tek

Produciamo card, portachiavi, braccialetti e adesivi MIFARE Classic con chip NXP MIFARE Classic EV1 originali, stampati e personalizzati secondo la Sua specifica. Non forniamo lettori di controllo accessi, serrature o software, e non duplichiamo card di sistemi che l'acquirente non amministra. Se il Suo sistema deve essere aggiornato sul piano della sicurezza, confronti la card MIFARE Plus e le card MIFARE DESFire, o veda tutte le nostre card RFID.

Riferimento tecnico: NXP scheda tecnica MIFARE Classic EV1 1K e pagina prodotto MIFARE Classic. La documentazione del chip descrive le capacità del circuito integrato; non stabilisce la disponibilità o la compatibilità di una card finita con il Suo sistema.