RFID 및 NFC 보안

비접촉식 태그는 물리적 출입 통제, 결제, 교통, 재고 관리, 신원 확인에 사용됩니다. RFID(무선 주파수 식별)와 NFC(근거리 무선 통신)는 건물 출입증, 호텔 키, 교통 카드, 탭 결제를 가능하게 합니다.

이러한 시스템은 물리적 보안을 통제하므로 취약점이 곧바로 열리는 문과 승인되는 결제로 이어집니다. 많은 구축 환경이 조직에서 교체하지 않은, 10년 전부터 알려진 취약점을 가진 기술에 여전히 의존합니다.

• 출입증을 복제하면 건물 전체에 출입할 수 있습니다.
• 취약한 호텔 잠금 시스템은 저렴한 리더로 열 수 있습니다.

주파수와 칩 종류를 이해하는 것이 모든 평가의 기초입니다.

비접촉식 태그는 보안 특성이 크게 다른 두 가지 주요 주파수 계열로 나뉩니다.

• 저주파(125 kHz) — HID Prox와 EM4100 같은 구형 근접 카드입니다. 통신 거리가 짧고 암호화가 없으며, 고정된 ID를 그대로 송출합니다.
• 고주파(13.56메가헤르츠) — NFC, MIFARE, 교통 카드, 결제 카드에 사용됩니다. 메모리와 섹터를 지원하며, 더 우수한 칩에서는 암호화도 지원합니다.

125 kHz 카드는 인증 기능이 전혀 없기 때문에 매우 쉽게 복제할 수 있습니다. 13.56메가헤르츠 계열은 취약한 MIFARE Classic부터 강력한 DESFire EV2/EV3까지 다양합니다.

Proxmark3는 업계 표준 RFID 연구 장치입니다. 125 kHz와 13.56 MHz를 모두 처리하며, 읽기, 쓰기, 에뮬레이션, 공격 스크립트 실행이 가능합니다.

그 밖의 유용한 하드웨어:

• Flipper Zero — LF 복제와 기본적인 NFC 작업에 편리합니다.
• ACR122U — 13.56 MHz용 저가 PC/SC NFC 리더입니다.
• Chameleon — 리더를 시험할 수 있도록 여러 카드 유형을 에뮬레이션합니다.

Proxmark 클라이언트는 무선 통신에 대한 저수준 접근을 제공하므로, 일반 사용자용 도구로는 분석할 수 없는 태그도 분석할 수 있습니다.

125 kHz 근접 카드에는 방어 기능이 없습니다. 카드는 고정된 ID를 전송하고, 리더는 이를 출입 목록과 대조합니다. 이것이 보안 모델의 전부입니다.

Proxmark로 ID를 읽어 빈 T5577 재기록 카드에 기록하면 몇 초 만에 완벽한 복제본을 만들 수 있습니다.

MIFARE Classic은 가장 널리 사용되는 출입 카드 중 하나이며, 이 카드의 Crypto-1 암호는 2008년 이후 철저히 해독되었습니다.

카드는 메모리를 섹터로 나누고, 각 섹터를 두 개의 키로 보호합니다. 여러 공격을 통해 이 키를 복구할 수 있습니다:

• Darkside — 암호의 취약점을 악용하여 사전 지식 없이 키를 복구합니다.
• Nested — 키 하나를 알아내면 나머지 키를 빠르게 복구합니다.
• 기본 키 사전 — 많은 카드가 여전히 FFFFFFFFFFFF와 같은 공장 출고 키를 사용합니다.

키를 복구하면 카드 전체 내용을 덤프하여 빈 카드에 기록할 수 있습니다.

Proxmark는 MIFARE Classic에 대한 전체 공격 절차를 자동화합니다. 키를 복구하고, 모든 섹터를 덤프한 다음, 블록 0(UID 블록)에 쓰기가 가능한 매직 카드에 덤프를 기록합니다.

NFC는 13.56 MHz를 기반으로 하며, 태그 유형과 NDEF(NFC 데이터 교환 형식)라는 데이터 형식을 정의합니다. NDEF에는 웹 주소, 텍스트, 앱 실행 데이터와 같은 레코드가 저장됩니다.

이 계층에서 발생할 수 있는 보안 문제는 다음과 같습니다:

• 악성 NDEF — 피싱 웹 주소를 가리키거나 태그를 탭할 때 동작을 실행하는 태그입니다.
• 잠긴 태그와 잠금 해제된 태그 — 쓰기가 가능한 NTAG는 누구나 다시 프로그래밍할 수 있습니다.
• UID 기반 출입 통제는 취약합니다. 매직 카드에서는 UID를 위조할 수 있기 때문입니다.

인증에 UID만 사용해서는 안 됩니다. UID는 식별자일 뿐 비밀값이 아니기 때문입니다.

도구를 사용하면 복제를 넘어 카드 자체를 에뮬레이션하여 리더에 제시할 수 있습니다. Proxmark나 Chameleon은 캡처한 카드 정보를 리더에 제시하여 물리적인 복제본 없이 출입 리더를 속일 수 있습니다.

중계 공격은 더욱 강력합니다. 두 장치가 실시간으로 무선 연결을 이어 주므로, 멀리 있는 카드가 리더에 실제로 있는 것처럼 보이게 합니다. 이는 근접성이 곧 권한 부여를 의미한다고 가정하는 시스템을 무력화합니다.

• 한 장치는 피해자의 카드 가까이에 둡니다.
• 다른 장치는 대상 리더 가까이에 둡니다.
• 두 장치 사이의 네트워크를 통해 명령과 응답을 중계합니다.

중계 공격은 물리적 근접성에만 의존하는 결제 시스템과 비접촉식 출입 시스템을 위협합니다.

현대적이고 잘 설계된 비접촉식 시스템은 이러한 공격을 견딥니다:

• MIFARE DESFire EV2/EV3 — AES 기반 상호 인증과 암호화 통신을 사용합니다.
• SmartMX / 보안 요소 — 결제 카드에 사용되는 변조 방지 칩입니다.
• EMV 비접촉식 기술 — 동적 암호문을 사용하므로 매번의 태그 접촉이 고유하며 재전송할 수 없습니다.

핵심 특성은 질의-응답 인증입니다. 리더와 카드가 복제 가능한 고정값을 전송하지 않고도 비밀값을 알고 있음을 증명합니다.

체계적인 RFID 평가는 다음과 같은 순서로 진행됩니다:

• 식별 — 저주파 검색(lf search)과 고주파 검색(hf search)으로 주파수와 칩을 식별합니다.
• 분류 — 기술이 취약한지(125 kHz, MIFARE Classic) 아니면 강력한지(DESFire, EMV) 분류합니다.
• 복제 시험 — 평가 권한이 있는 카드에서 복제를 시험합니다.
• UID 의존성 확인 — 백엔드가 UID에 의존하는지 확인합니다. 위조 가능한 UID는 흔히 발견되는 문제입니다.
• 중계 공격 노출 평가 — 근접성을 신뢰하는 시스템이 중계 공격에 노출되는지 평가합니다.

항상 문서화된 승인 범위 안에서 작업하고, 고객 소유의 자격 증명과 리더에 대해서만 평가를 수행하십시오.

비접촉식 시스템 평가에서 일반적으로 제안하는 개선 사항은 다음과 같습니다:

• 125 kHz와 MIFARE Classic을 폐기하고 DESFire EV2/EV3 또는 이에 준하는 기술로 교체합니다.
• 상호 암호학적 인증을 사용하고, UID만 사용하는 출입 통제는 절대 사용하지 않습니다.
• 보안 수준이 높은 출입문에는 두 번째 인증 요소(PIN 키패드, 모바일 자격 증명)를 추가합니다.
• 결제와 출입에 시간 제한이나 거리 검증과 같은 중계 공격 방지 조치를 구현합니다.
• 키를 주기적으로 변경하고 공장 출고 기본 키를 비활성화합니다.

반복해서 강조할 핵심은 다음과 같습니다. 고정되어 있고 읽을 수 있는 값을 신뢰하는 시스템은 복제됩니다. 보안은 카드가 절대 공개하지 않는 비밀값에서 나와야 합니다.

비접촉식 카드 보안에 대한 이해도를 확인해 보십시오.

이제 RFID와 NFC 출입 및 신원 시스템을 평가할 수 있습니다:

• 125 kHz LF 카드는 암호화 기능이 없으며 T5577 빈 카드에 즉시 복제할 수 있습니다.
• 13.56 MHz 기술은 취약한 기술(MIFARE Classic / Crypto-1, Darkside 및 Nested 공격으로 무력화 가능)부터 강력한 기술(DESFire, EMV)까지 다양합니다.
• Proxmark3는 두 주파수 대역 모두에서 읽기, 덤프, 쓰기, 에뮬레이션을 수행합니다.
• UID 기반 출입 통제는 UID를 위조할 수 있으므로 취약하며, 중계 공격은 근접성에 대한 신뢰를 무력화합니다.
• 안전한 설계는 상호 암호학적 인증을 사용하므로 카드가 복제 가능한 비밀값을 공개하지 않습니다.

다음에는 더 넓은 범위에서 RF 신호를 캡처하고 재전송하는 방법을 학습합니다.