RFID- und NFC-Sicherheit

Kontaktlose Tags steuern den physischen Zugang, Zahlungen, den Nahverkehr, die Bestandsverwaltung und die Identität. RFID (Radio Frequency Identification) und NFC (Near Field Communication) ermöglichen Gebäudeausweise, Hotelschlüsselkarten, Fahrkarten und kontaktloses Bezahlen.

Da diese Systeme den physischen Zugang sichern, führen Schwachstellen direkt zu geöffneten Türen und ausgelösten Zahlungen. Viele Installationen setzen noch immer auf Technologien mit bekannten, seit Jahrzehnten bestehenden Schwachstellen, die von den Organisationen nie ersetzt wurden.

• Das Klonen eines Ausweises kann vollständigen Gebäudezugang ermöglichen.
• Ein schwaches Hotelschließsystem lässt sich mit einem günstigen Lesegerät öffnen.

Die Kenntnis von Frequenz und Chiptyp bildet die Grundlage jeder Prüfung.

Kontaktlose Tags lassen sich in zwei Frequenzfamilien mit sehr unterschiedlichen Sicherheitsmerkmalen einteilen:

• Niederfrequenz (125 kHz) — ältere Proximity-Karten wie HID Prox und EM4100. Kurze Reichweite, keine Kryptografie; sie senden lediglich eine feste ID aus.
• Hochfrequenz (13,56 MHz) — NFC-, MIFARE-, Nahverkehrs- und Zahlungskarten. Unterstützt Speicher, Sektoren und bei besseren Chips auch Kryptografie.

Die Karten mit 125 kHz lassen sich trivial klonen, weil sie überhaupt keine Authentifizierung bieten. Die Familie mit 13,56 MHz reicht von unsicheren Varianten (MIFARE Classic) bis zu robusten (DESFire EV2/EV3).

Der Proxmark3 ist das branchenübliche Forschungsgerät für RFID. Er unterstützt sowohl 125 kHz als auch 13,56 MHz und kann lesen, schreiben, emulieren und Angriffsskripte ausführen.

Weitere nützliche Hardware:

• Flipper Zero — praktisch zum Klonen von LF-Karten und für grundlegende NFC-Arbeiten.
• ACR122U — ein günstiges PC/SC-NFC-Lesegerät für 13,56 MHz.
• Chameleon — emuliert mehrere Kartentypen zum Testen von Lesegeräten.

Der Proxmark client ermöglicht den Low-Level-Zugriff auf die Funkverbindung, sodass Sie Tags analysieren können, die Tools für Endverbraucher nicht verarbeiten können.

125-kHz-Näherungskarten verfügen über keinerlei Schutz. Die Karte überträgt eine feste ID, das Lesegerät gleicht sie mit einer Zugriffsliste ab, und damit ist das gesamte Sicherheitsmodell beschrieben.

Mit einem Proxmark lesen Sie die ID aus und schreiben sie auf eine leere wiederbeschreibbare T5577-Karte. So entsteht innerhalb weniger Sekunden ein perfekter Klon.

MIFARE Classic gehört zu den am weitesten verbreiteten Zugangskarten, und die Verschlüsselung Crypto-1 ist seit 2008 vollständig gebrochen.

Die Karte teilt den Speicher in Sektoren auf, die jeweils durch zwei Schlüssel geschützt sind. Mehrere Angriffe können diese Schlüssel wiederherstellen:

• Darkside — stellt ohne Vorwissen einen Schlüssel wieder her, indem Schwächen der Verschlüsselung ausgenutzt werden.
• Nested — stellt, sobald ein Schlüssel bekannt ist, schnell alle anderen wieder her.
• Wörterbücher mit Standardschlüsseln — viele Karten verwenden weiterhin werkseitige Schlüssel wie FFFFFFFFFFFF.

Sobald die Schlüssel wiederhergestellt sind, kann der gesamte Karteninhalt ausgelesen und auf eine leere Karte geschrieben werden.

Der Proxmark automatisiert die vollständige MIFARE-Classic-Angriffskette: Schlüssel wiederherstellen, alle Sektoren auslesen und den Dump anschließend auf eine Magic-Karte schreiben, deren Block 0 (der UID-Block) beschreibbar ist.

NFC basiert auf 13,56 MHz und definiert Tag-Typen sowie ein Datenformat namens NDEF (NFC Data Exchange Format). NDEF speichert Datensätze wie URLs, Text oder Daten zum Starten von Apps.

Zu den Sicherheitsrisiken auf dieser Ebene gehören:

• Bösartiges NDEF — ein Tag, der auf eine Phishing-URL verweist oder beim Antippen eine Aktion auslöst.
• Gesperrte und nicht gesperrte Tags — ein beschreibbarer NTAG kann von jeder Person neu programmiert werden.
• Die zugriffssteuerung basierend auf UIDs ist schwach, weil UIDs auf Magic-Karten gefälscht werden können.

Vertrauen Sie bei der Authentifizierung niemals allein auf eine UID; sie ist eine Kennung, kein Geheimnis.

Über das Klonen hinaus können Tools eine Karte für ein Lesegerät emulieren. Ein Proxmark oder Chameleon gibt eine aufgezeichnete Karte vor, um ein Zugangskontrolllesegerät zu täuschen, ohne einen physischen Klon zu benötigen.

Ein Relaisangriff ist noch leistungsfähiger: Zwei Geräte überbrücken die Funkverbindung in Echtzeit, sodass eine weit entfernte Karte am Lesegerät als anwesend erscheint. Damit werden Systeme überwunden, die Nähe mit einer Berechtigung gleichsetzen.

• Ein Gerät befindet sich in der Nähe der Karte des Opfers.
• Ein weiteres Gerät befindet sich am Ziel-Lesegerät.
• Befehle und Antworten werden über das Netzwerk zwischen den beiden Geräten weitergeleitet.

Relaisangriffe bedrohen Zahlungs- und schlüssellose Zugangssysteme, die sich ausschließlich auf die physische Nähe verlassen.

Moderne, gut konzipierte kontaktlose Systeme sind gegen diese Angriffe widerstandsfähig:

• MIFARE DESFire EV2/EV3 — AES-basierte gegenseitige Authentifizierung und verschlüsselte Kommunikation.
• SmartMX / Secure Elements — manipulationssichere Chips, die in Zahlungskarten verwendet werden.
• EMV kontaktlos — verwendet dynamische Kryptogramme, sodass jeder Vorgang einzigartig ist und nicht wiederholt werden kann.

Die entscheidende Eigenschaft ist die Challenge-Response-Authentifizierung: Lesegerät und Karte weisen nach, dass sie ein Geheimnis kennen, ohne jemals einen statischen, klonbaren Wert zu übertragen.

Eine strukturierte RFID-Bewertung erfolgt in klaren Schritten:

• Identifizieren Sie Frequenz und Chip mit lf search und hf search.
• Klassifizieren Sie die Technologie: Ist sie geknackt (125 kHz, MIFARE Classic) oder sicher (DESFire, EMV)?
• Testen Sie das Klonen mit Karten, deren Bewertung Sie durchführen dürfen.
• Prüfen Sie, ob das Backend auf UIDs vertraut; fälschbare UIDs sind ein häufiger Befund.
• Bewerten Sie die Anfälligkeit für Relaisangriffe bei Systemen, die der Nähe vertrauen.

Arbeiten Sie stets innerhalb eines dokumentierten Autorisierungsumfangs und ausschließlich mit den eigenen Zugangsdaten und Lesegeräten des Kunden.

Zu den üblichen Empfehlungen aus einer Bewertung kontaktloser Systeme gehören:

• 125 kHz und MIFARE Classic außer Betrieb nehmen und durch DESFire EV2/EV3 oder eine gleichwertige Technologie ersetzen.
• Gegenseitige kryptografische Authentifizierung verwenden, niemals eine ausschließlich auf UIDs basierende Zugriffskontrolle.
• Für Türen mit hohen Sicherheitsanforderungen einen zweiten Faktor hinzufügen (PIN-Pad, mobile Zugangsdaten).
• Maßnahmen gegen Relaisangriffe wie Zeitbegrenzungen oder Distance Bounding für Zahlungen und Zutritt implementieren.
• Schlüssel regelmäßig wechseln und werkseitige Standardschlüssel deaktivieren.

Das wiederkehrende Muster: Jedes System, das einem statischen, auslesbaren Wert vertraut, kann geklont werden. Die Sicherheit muss auf Geheimnissen beruhen, die die Karte niemals preisgibt.

Testen Sie Ihr Verständnis der Sicherheit kontaktloser Karten.

Sie können nun RFID- und NFC-Zugangs- und Identitätssysteme bewerten:

• 125 kHz-LF-Karten verfügen über keine Kryptografie und können sofort auf T5577-Leerkarten geklont werden.
• Der Bereich 13,56 MHz reicht von unsicher (MIFARE Classic / Crypto-1, durch Darkside- und Nested-Angriffe überwunden) bis sicher (DESFire, EMV).
• Der Proxmark3 liest, erstellt Dumps, schreibt und emuliert bei beiden Frequenzen.
• UID-basierte Zugriffskontrolle ist schwach, weil UIDs gefälscht werden können; Relaisangriffe überwinden das Vertrauen auf Nähe.
• Sichere Designs verwenden eine gegenseitige kryptografische Authentifizierung, sodass die Karte kein klonbares Geheimnis preisgibt.

Als Nächstes untersuchen Sie das Aufzeichnen und Wiedergeben von Funksignalen in einem breiteren Kontext.