Кіріспе
MIFARE – байланыссыз ақылды карталар мен жақындық карталарында қолданылатын интегралды схема (IC) чиптерінің сериясы. Бұл бренд ISO/IEC 14443 А типінің 13,56 МГц байланыссыз ақылды карта стандартының әртүрлі деңгейлеріне негізделген, өзгеге жарияланбаған шешімдерді қамтиды. AES және DES/Triple DES шифрлау стандарттарымен қатар, Crypto 1 деп аталатын бұрынғы өзгеге жарияланбаған шифрлау алгоритмі де қолданылады. NXP компаниясының мәліметінше, олардың 10 миллиардтан астам ақылды карта чиптері мен 150 миллионнан астам оқу модульдері сатылған. MIFARE тауарлық белгісі 2006 жылы Philips Electronics компаниясынан бөлініп шыққан NXP Semiconductors компаниясына тиесілі.
MIFARE is a series of integrated circuit (IC) chips used in contactless smart cards and proximity cards. The brand includes proprietary solutions based on various levels of the ISO/IEC 14443 Type A 13.56 MHz contactless smart card standard. It uses AES and DES/Triple DES encryption standards, as well as an older proprietary encryption algorithm, Crypto 1. According to NXP, 10 billion of their smart card chips and over 150 million reader modules have been sold. The MIFARE trademark is owned by NXP Semiconductors, which was spun off from Philips Electronics in 2006.
MIFARE Classic отбасы
MIFARE Classic IC – жай ғана жад сақтау құрылғысы, онда жад сегменттерге және кіруді бақылау үшін қарапайым қауіпсіздік механизмдері бар блоктарға бөлінеді. Олар ASIC негізінде жасалған және есептеу қуаты шектеулі. Сенімділігі мен төмен құнының арқасында бұл карталар электрондық әмиян, кіруді бақылау, корпоративтік жеке куәліктер, көлік немесе стадион билеттерін алу үшін кеңінен қолданылады. Ол аутентификация және шифрлау үшін NXP компаниясына тиесілі қауіпсіздік протоколын (Crypto 1) пайдаланады. MIFARE Classic шифрлауы бұзылған; толық мәліметтер үшін төмен қараңыз. 1К жады бар MIFARE Classic 16 секторға бөлінген 1024 байт дерек сақтайды; әр сектор екі түрлі кілттермен қорғалады, олар A және B деп аталады. Әрбір кілтті оқу, жазу, құндылық блоктарын арттыру және т.б. сияқты операцияларды орындауға рұқсат ету үшін бағдарламалауға болады. 4К жады бар MIFARE Classic 4096 байтты қырық секторға бөледі, оның 32-сі 1К-мен бірдей өлшемде, ал қалған сегізі төрт есе үлкен секторлар. MIFARE Classic Mini бес секторға бөлінген 320 байтты ұсынады. Осы IC түрлерінің әрқайсысы үшін сектор бойынша 16 байт кілттер мен кіру шарттарына бөлінеді және әдетте пайдаланушы деректері үшін қолданылмайды. Сонымен қатар, алғашқы 16 байт картаның серийлік нөмірін және өндірушінің басқа да деректерін қамтиды және тек оқуға арналған. Бұл карталардың таза сақтау сыйымдылығын төмендетіп, MIFARE Classic 1K жадымен 752 байтқа, MIFARE Classic 4K жадымен 3440 байтқа және MIFARE Mini үшін 224 байтқа дейін азайтады. Samsung TecTile NFC тегтері MIFARE Classic чиптерін пайдаланады. Бұл NXP NFC контроллері бар құрылғылар ғана осы тегтерді оқи немесе жаза алатынын білдіреді. Қазіргі уақытта BlackBerry телефондары, Nokia Lumia 610 (2012 жылдың тамызы), Google Nexus 4, Google Nexus 7 LTE және Nexus 10 (2013 жылдың қазаны) TecTile тегтерін оқи немесе жаза алмайды.
MIFARE Plus
MIFARE Plus – MIFARE Classic-тің ауыстыру IC шешімі. Ол MIFARE DESFire EV1 байланыссыз IC-ге қарағанда кем икемді. MIFARE Plus 2008 жылдың наурыз айында жарияланды, ал алғашқы үлгілер 2009 жылдың бірінші тоқсанында қолжеткізілді. MIFARE Plus, егер ескі көлік жүйелерінде қолданылса, онда оқырман жағы AES-ті қолдамаған жағдайда, шабуылдарға мүмкіндік береді. Бұл әлсіз кездейсоқ сан генераторы арқылы Crypto 1 шифрын бұзған шабуылдардың қауіп-қатерлерін азайтуға көмектеседі, бірақ күшпен бұзу және криптоаналитикалық шабуылдарға қарсы тиімді емес. MIFARE Classic-тен MIFARE Plus-ке өту кезеңінде, егер бастапқыда тек бірнеше оқырман ғана AES-ті қолдайтын болса, ол 1-ші қауіпсіздік деңгейінде (факты бойынша MIFARE Classic операциясы) AES аутентификациясын ұсынады. Бұл жоғарыда аталған шабуылдарды тоқтатуға мүмкіндік бермейді, бірақ картаның жүйеге тиесілі екенін және жалған емес екенін растау үшін оқырман мен карта арасында сенімді аутентификацияны қамтамасыз етеді. Ең жоғары SL3 қауіпсіздік деңгейінде, 128 биттік AES шифрлауды пайдалана отырып, MIFARE Plus шабуылдардан қорғалған.
MIFARE Ultralight (Ауызша жарық)
MIFARE Ultralight тек 512 бит (яғни 64 байт) жадқа ие, криптографиялық қауіпсіздігі жоқ. Жады 4 байттан тұратын 16 бетке бөлінген. Осы чиптерге негізделген карталар өте арзан болғандықтан, көбінесе 2006 жылғы ФИФА әлем чемпионаты сияқты шараларға арналған бір реттік билеттер ретінде қолданылады. Ол бір рет бағдарламаланатын (OTP) биттер және жад беттерін қайта жазудан қорғайтын жазу құлыптау мүмкіндігі сияқты негізгі қауіпсіздік мүмкіндіктерін ғана ұсынады, бірақ басқа MIFARE өнімдеріне негізделген карталарда қолданылатын шифрлауды қамтымайды.
MIFARE Ultralight C
2008 жылы Cartes салалық көрмесінде ұсынылған MIFARE Ultralight C IC, NXP-нің төмен бағалы MIFARE өнімдерінің қатарына жатады (бір реттік билет). Үштік DES қолданысымен, MIFARE Ultralight C кеңінен қабылданған стандартты пайдаланады, бұл қолданыстағы инфрақұрылымға оңай интеграциялауға мүмкіндік береді. Біріктірілген үштік DES аутентификациясы көшірме жасауға қарсы тиімді шара болып табылады. MIFARE Ultralight C-нің негізгі қолданыс салалары – қоғамдық көлік, іс-шараларға билет сату, адалдық бағдарламалары және NFC Forum 2-ші типтегі таңбалар.
MIFARE Ultralight AES (Ауызша жеңіл AES)
Ол 2022 жылы енгізілді.
MIFARE DESFire (Қозғалыссыз өрт)
MIFARE DESFire (MF3ICD40) 2002 жылы енгізілді және SmartMX-ке ұқсас негізге негізделген, MIFARE Classic-ке қарағанда аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету қауіпсіздігі мүмкіндіктері жоғары. Ол қарапайым каталогтық құрылым мен файлдарды ұсынатын, жалпы мақсаттағы MIFARE DESFire операциялық жүйесімен алдын ала бағдарламаланған. Олар төрт түрде сатылады: біреуі тек Triple DES және 4 КиБ жад, ал үш AES (2, 4 немесе 8 КиБ; MIFARE DESFire EV1 қараңыз). AES түрлерінде қосымша қауіпсіздік мүмкіндіктері бар; мысалы, CMAC. MIFARE DESFire ISO/IEC 14443 стандартына сәйкес келетін протокол қолданады. Контактісіз IC 8051 процессорының және 3DES/AES криптографиялық үдеткішінің негізінде жасалған, бұл өте жылдам транзакцияларды жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Карта мен оқырман арасындағы максималды оқу/жазу қашықтығы , бірақ нақты қашықтық оқырманның және оның антеннасының мөлшерінен туындайтын өріс қуатына байланысты. 2010 жылы NXP 2008 жылдың соңында MIFARE DESFire EV1 (MF3ICD41) мұрагерін ұсынғаннан кейін MIFARE DESFire (MF3ICD40) өндірісін тоқтату туралы хабарлады. 2011 жылдың қазан айында Бохум Рур университетінің зерттеушілері MIFARE DESFire (MF3ICD40) қауіпсіздігін бұзғанын жариялады, бұл NXP тарапынан мойындалды (MIFARE DESFire қауіпсіздігін қараңыз).
MIFARE 2GO
Бұлтты платформа MIFARE өнімдеріне негізделген смарт-карталарды цифрлық форматқа көшіріп, оларды NFC мүмкіндігі бар смартфондар мен тозуға арналған құрылғыларда қолжетімді етеді. Бұл жаңа "Ақылды қала" мүмкіндіктерін, мысалы, мобильді көлік билеттерін алу, мобильді қолжетімділік және мобильді микротөлемдерді жүзеге асыруға мүмкіндік береді.
MIFARE DESFire (Қозғалыссыз өрт)
2010 жылдың қарашасында Рур университетінің қауіпсіздік зерттеушілері MIFARE өнімдеріне негізделген карталарға қарсы жанама арна шабуылы жасау туралы мақала жариялады. Мақалада MIFARE DESFire өнімдеріне негізделген карталарды шамамен 25 доллар тұратын, тікелей сатудан алынған аппараттық құралдармен оңай эмуляциялауға болатыны көрсетілді. Авторлар бұл жанама арна шабуылы карталарды шамамен 100 мс ішінде клондауға мүмкіндік беретінін мәлімдеді. Сонымен қатар, мақала авторлары бастапқы клондау құрылғысының аппараттық сызбаларын қосты және содан бері GitHub платформасында тиісті бағдарламалық қамтамасыз етуді, микрокодты және жақсартылған аппараттық сызбаларды қолжетімді етті. 2011 жылдың қазан айында Германияның Бохум қаласындағы Рур университетінен Дэвид Освальд пен Кристоф Паар шамамен 3000 долларға құрастырылатын жабдықты пайдаланып, картаға қарсы сәтті "жанама арна" шабуылын қалай жүргізгендерін егжей-тегжейлі түсіндірді. "MIFARE DESFire MF3ICD40: Power Analysis and Templates in the Real World" деп аталатын мақаласында олар жүйелік интеграторлардың ұсынылған шабуылдардан туындайтын жаңа қауіпсіздік тәуекелдерін білуі керектігін және енді қолданылған 3DES шифрының математикалық қауіпсіздігіне сүйене алмайтынын айтты. Сондықтан, төлем немесе кіруді бақылау жүйелерінде қолданылатын смарт-карталарды манипуляциялаудан немесе клондаудан сақтану үшін тиісті шаралар қабылдануы керек: бір жағынан, RFID платформасы қауіпсіз болмаған жағдайда да, қауіпті азайтуға мүмкіндік беретін артқы жағындағы көп деңгейлі қарсы шаралар бар. NXP компаниясы мәлімдеме жасап, шабуылды қайталаудың қиын болатынын және олар өнімді 2011 жылдың соңында тоқтатуды жоспарлағанын мәлімдеді. NXP сондай-ақ былай деді: "Сәтті шабуылдың салдары әрбір жеке инфрақұрылымның қауіпсіздік дизайнына және NXP ұсынған түрлі кілттердің қолданылуына байланысты. Егер осылай болса, ұрланған немесе жоғалған карта оператор алаяқтықты анықтап, картаны қара тізімге енгізу арқылы өшірілуі мүмкін, бірақ бұл операция оператордың осы механизмдерді іске асырғанын білдіреді. Бұл коммерциялық мақсатта шабуылды одан да қиындатады."
MIFARE Ultralight (Ауызша жарық)
2012 жылдың қыркүйек айында Intrepidus қауіпсіздік консультациялық фирмасы Амстердамда өткен EU SecWest іс-шарасында Нью-Джерси және Сан-Франциско қалаларының көлік жүйелерінде қолданылатын MIFARE Ultralight өнімдеріне негізделген төлем карталарын Android қосымшасы арқылы манипуляциялауға болатынын көрсетті. Бұл, жолаушыларға картадағы қаражат мөлшерін өзгертіп, "NFC For Free Rides and Rooms (on your phone)" тақырыбындағы баяндамада тегін жол жүруге мүмкіндік береді. Бұл чипке тікелей шабуыл емес, құрылғыдағы қорғалмаған тізілімді қайта жүктеу арқылы жасалады, соның арқасында хакерлер картаның құнын өзгертіп, оны қолдануға жарамды екенін көрсете алады. Мұны болдырмау үшін тізілімнің онлайн көшірмесін жасап, құндылықтарды талдап, күдікті карталарды тізімге алу қажет. NXP компаниясы 2008 жылы 3DES қорғанысымен жабдықталған MIFARE Ultralight C-ді, ал 2012 жылдың қарашасында мұндай қайта жүктеу шабуылдарын болдырмау үшін үш есептегішпен жабдықталған MIFARE Ultralight EV1-ді ұсынғанын мәлімдеді.
Жүйелерді интеграциялау мәселесі
Контактсіз смарт-карталарға негізделген жүйелерде (мысалы, қоғамдық көлікте) алаяқтыққа қарсы қауіпсіздік көптеген компоненттерге байланысты, ал карта – олардың тек біреуі ғана. Әдетте, шығындарды азайту мақсатында жүйе интеграторлары MIFARE Classic сияқты салыстырмалы түрде арзан картаны таңдап, қауіпсіздік шараларын серверлік бөлімге (бэк-офиске) шоғырландырады. Картадағы қосымша шифрлау, транзакцияларды есептеу және криптографияда белгілі басқа да әдістер клондалған карталарды қолданусыз ету үшін, немесе кем дегенде серверлік бөлімге алаяқтық картаны анықтап, қара тізімге енгізуге мүмкіндік беру үшін қолданылады. Тек онлайн оқырғыштармен (яғни, серверлік бөліммен тұрақты байланысы бар оқырғыштармен) жұмыс істейтін жүйелерді, офлайн оқырғыштар да бар жүйелерге қарағанда қорғау оңай, себебі олар үшін ақпаратты нақты уақыт режимінде тексеру мүмкін емес және қара тізімдерді жиі жаңартуға болмайды.
Сертификаттау
Алдамшылықты алдын алу және үйлесімділікті қамтамасыз етудің тағы бір аспектісі – 1998 жылы құрылған, бірнеше сертификатталған MIFARE өнімдеріне негізделген карталардың көптеген оқырманмен үйлесімділігін қамтамасыз ететін сертификаттауды алу болып табылады. Бұл сертификатта негізгі назар сымсыз интерфейстің байланыссыз байланысына, сондай-ақ MIFARE өнімдеріне негізделген карталардың барлық командаларының дұрыс орындалуын қамтамасыз етуге аударылды. Сертификаттау процесін австриялық Arsenal Research зертханасы әзірледі және жүзеге асырды. Бүгінде Arsenal Testhouse, UL және LSI TEC сияқты тәуелсіз сынақ орталықтары сертификаттау сынақтарын жүргізеді және сертификатталған өнімдерді онлайн деректер базасында ұсынады.
Көлік
Карта атауы Орналасу орны Түрі Деректері SUBE картасы Аргентина (Буэнос-Айрес) MIFARE Classic 1K Метро, пойыздар мен автобустар сияқты қоғамдық көліктерде қолданылады Tarjeta Sin Contacto MOVI Аргентина (Росарио) MIFARE DESFire EV1 SAM V2 Қалалық көліктер үшін төлем құралы және 2015 жылдан бастап қоғамдық велосипедтер мен тұрақтар үшін төлем. Аделаида метрокартасы Австралия (Аделаида) MIFARE DESFire EV1 Аделаида метро желісі (автобус, пойыз және трамвай) Баку метрокартасы Әзірбайжан (Баку) MIFARE Classic 1K, MIFARE Plus S 1K Баку метрополитеніндегі метро рейстерінде пайдалану үшін. M Card Канада (Сент-Джонс) MIFARE Classic 1K Metrobus Transit жүйесінде қолданылады. Compass Card Канада (Метро Ванкувер) MIFARE DESFire EV1 4K, MIFARE Ultralight (бір рет қолданылатын) Қоғамдық көлікте (TransLink) қолданылады. 6 доллар қайтарылатын депозит. Tarjeta Metroval Чили (Вальпараисо) MIFARE Classic 1K Valparaíso Metro бұл картаны бірегей төлем әдісі ретінде пайдаланады Tarjeta Bip! Чили (Сантьяго де Чили) MIFARE Classic 1K және 4K (егер банктік Bip немесе университеттік Bip қолданылса) Metro de Santiago, Transantiago In Karta Чехия (жалпыұлттық) MIFARE DESFire, MIFARE DESFire EV1, Пойыздарда көлік құралы, пойыздардың тұрақты пайдаланушыларына арналған. Картаны пайдалану жол ақысына 25% жеңілдік береді. Hradecká karta Чехия (Градец Кралове) MIFARE Classic 4K DPMHK a. s. (Градец Кралове көлік компаниясы) шығарған, енді Pardubická картасымен үйлесімсіз. Matkakortti Финляндия (Хельсинки) MIFARE DESFire Хельсинки астанасындағы қоғамдық көлік жүйелерінің барлық түрлерінде қолданылуы мүмкін. Metromoney Грузия (Тбилиси) MIFARE Classic 1K Муниципалдық көлікте (метро, автобус) және Рике-Нарикала арқан жолымен саяхаттағанда қолданылады. Дели метрополитені (Delhi Metro Rail Corporation) Үндістан MIFARE Ultralight Метро жүйесінде және DTC және кластерлік автобустардағы жол ақысын төлеу үшін қолданылады. Namma Metro Smart Card Үндістан (Бенгалуру) MIFARE DESFire EV1 Бенгалурудағы Namma Metro-да саяхаттауға болады TFI Leap Card Ирландия (Дублин) MIFARE DESFire EV1 жеке Luas, Dart және Дублин Bus смарт карталарын алмастырады AltoAdige/Südtirol Pass Италия (Трентино-Альто-Адидже/Южный Тироль) MIFARE DESFire EV1 Оңтүстік Тироль желісі (автобус, пойыз және кабельдік жолдар) Tallinja Card Мальта MIFARE Plus X 2K Мальта қоғамдық көлігі (автобустар) қолданады; https://www.publictransport.com.mt/en/tallinja-card AT HOP card Жаңа Зеландия (Окленд) MIFARE DESFire EV1 Аймақтық біріктірілген билет картасы ретінде енгізілді. Бұрынғы брендтік HOP картасы, "Snapper/HOP" деп аталған, JCOP стандартын қолданды және 2013 жылы Оклендте қолданылмай қалды. SmartTech Production Гонконг MIFARE Алтын серіктесі TransCard Словакия MIFARE DESFire EV1 Словакияның барлық дерлік қоғамдық көлік жүйесі қолданады. Көп жағдайда тек BČK – Bezkontaktná čipová karta (байланыссыз смарт карта) деп аталады. Zväz autobusovej dopravy (автобус тасымалының қауымдастығы) басқарады, Slovenský dopravný pas (Словакияның көлік картасы) ретінде. Urbana Словения (Любляна) MIFARE DESFire EV1 Автобустар, тұрақтар, кітапханалар, мұражайлар, Любляна қамалының фуникулері, спорт институттары және мәдени шаралар үшін қолданылады. T mobilitat Испания (Барселона) MIFARE DESFire Метро, пойыздар мен автобустар, Bicing велосипедтеріне, тұрақтарға үйлесімді. Resekortet Швеция MIFARE Classic 1K Автобустар мен пойыздарға арналған жол жүру билеты. EasyCard Тайвань MIFARE Classic, MIFARE Plus Oyster card Ұлыбритания (Лондон) MIFARE DESFire EV1 2011 жылы MIFARE Classic-тен MIFARE DESFire EV1-ге көшірілді Transit Access Pass АҚШ (Лос-Анджелес, Калифорния) MIFARE Classic 1K / MIFARE Plus Лос-Анджелес округінің көпшілігі үшін электрондық билет ретінде қолданылады. Hop Fastpass АҚШ (Портленд, Орегон) MIFARE DESFire EV1 256B Breeze Card АҚШ (Атланта, Джорджия) MIFARE DESFire EV1, MIFARE Ultralight (Breeze Ticket) Үлкен Атланта аймағындағы MARTA, CobbLinc, Ride Gwinnett және GRTA Xpress аймақтық автобустары сияқты жүйелерде қолданылады. Clipper Card АҚШ (Сан-Франциско шығанағы, Калифорния) MIFARE DESFire EV1 4K TransLink-тің орнына, Motorola Card қолданған. Talon Card АҚШ (Кеннесоу мемлекеттік университеті) MIFARE Classic 4K Есіктерге кіру және кампуста төлемдерді жүзеге асыру үшін қолданылады SmarTrip АҚШ (Вашингтон Метрополитен аймағы, Вашингтон, округ Колумбия) MIFARE Plus X 2K Вашингтон Метрополитен аймағының транзиттік басқармасында және көршілес транзиттік жүйелерде қолданылады; Балтимор, Мэриленд жүйелерінде қабылданады. Metrorrey Мексика (Монтеррей) MIFARE Classic 1K Метро, метробус және жаңа буын метрополитен автобустары сияқты қоғамдық көліктерде қолданылады Muevo LeonBeep (смарт карта) Филиппин (Метро Манила) MIFARE Classic, MIFARE DESFire EV1 LRT 1-ші желісінде (Метро Манила), LRT 2-ші желісі, MRT 3-ші желісі (Метро Манила), BGC автобусы.