Bezpieczeństwo RFID i NFC

Znaczniki bezstykowe kontrolują dostęp fizyczny, płatności, transport publiczny, inwentaryzację i identyfikację. RFID (identyfikacja radiowa) i NFC (komunikacja bliskiego zasięgu) obsługują identyfikatory dostępu do budynków, klucze hotelowe, karty transportu publicznego i płatności zbliżeniowe.

Ponieważ systemy te zabezpieczają dostęp fizyczny, ich słabości bezpośrednio przekładają się na drzwi, które można otworzyć, i płatności, które można zrealizować. Wiele wdrożeń nadal opiera się na technologiach, których zabezpieczenia złamano już wiele lat temu, a organizacje nigdy ich nie zastąpiły.

• Sklonowanie identyfikatora może zapewnić pełny dostęp do budynku.
• Podatny system zamków hotelowych można otworzyć za pomocą niedrogiego czytnika.

Zrozumienie częstotliwości i typu układu scalonego stanowi podstawę każdej oceny.

Znaczniki bezstykowe dzielą się na dwie główne rodziny częstotliwości, które znacznie różnią się poziomem bezpieczeństwa:

• Niska częstotliwość (125 kHz) — starsze karty zbliżeniowe, takie jak HID Prox i EM4100. Niewielki zasięg, brak kryptografii; po prostu nadają stały identyfikator.
• Wysoka częstotliwość (13,56 MHz) — NFC, MIFARE oraz karty transportowe i płatnicze. Obsługuje pamięć, sektory, a w lepszych układach także kryptografię.

Karty 125 kHz można banalnie sklonować, ponieważ w ogóle nie mają mechanizmu uwierzytelniania. Rodzina 13,56 MHz obejmuje rozwiązania od podatnego na ataki MIFARE Classic po solidny DESFire EV2/EV3.

Proxmark3 to standardowe w branży urządzenie do badań RFID. Obsługuje częstotliwości 125 kHz i 13,56 MHz, a także umożliwia odczyt, zapis, emulację oraz uruchamianie skryptów ataków.

Inny przydatny sprzęt:

• Flipper Zero — wygodne urządzenie do klonowania LF i podstawowej pracy z NFC.
• ACR122U — niedrogi czytnik NFC dla komputerów PC/SC, pracujący z częstotliwością 13,56 MHz.
• Chameleon — emuluje wiele typów kart na potrzeby testowania czytników.

Klient Proxmark zapewnia niskopoziomowy dostęp do interfejsu radiowego, dzięki czemu można analizować tagi, których nie obsługują narzędzia konsumenckie.

Karty zbliżeniowe 125 kHz nie mają żadnych zabezpieczeń. Karta przesyła stały identyfikator, czytnik sprawdza go na liście dostępu i na tym opiera się cały model bezpieczeństwa.

Za pomocą Proxmark można odczytać identyfikator i zapisać go na pustej, wielokrotnie zapisywalnej karcie T5577, tworząc idealny klon w ciągu kilku sekund.

MIFARE Classic to jedna z najczęściej stosowanych kart dostępu, a jej szyfr Crypto-1 został całkowicie złamany już w 2008 roku.

Karta dzieli pamięć na sektory, z których każdy jest chroniony dwoma kluczami. Klucze można odzyskać za pomocą kilku ataków:

• Darkside — odzyskuje klucz bez żadnej wcześniejszej wiedzy, wykorzystując słabości szyfru.
• Nested — po uzyskaniu jednego klucza szybko odzyskuje wszystkie pozostałe.
• Słowniki domyślnych kluczy — wiele kart nadal korzysta z kluczy fabrycznych, takich jak FFFFFFFFFFFF.

Po odzyskaniu kluczy można zrzucić całą zawartość karty i zapisać ją na pustej karcie.

Proxmark automatyzuje cały łańcuch ataku na MIFARE Classic: odzyskuje klucze, wykonuje zrzut wszystkich sektorów, a następnie zapisuje zrzut na magicznej karcie, której blok 0 (blok UID) można zapisywać.

NFC korzysta z częstotliwości 13,56 MHz i definiuje typy tagów oraz format danych o nazwie NDEF (NFC Data Exchange Format). NDEF przechowuje rekordy, takie jak adresy URL, tekst czy dane do uruchamiania aplikacji.

Zagrożenia bezpieczeństwa na tej warstwie obejmują:

• złośliwy NDEF — tag wskazujący adres URL prowadzący do phishingu lub wywołujący działanie po zbliżeniu.
• tagi zablokowane i odblokowane — każdy może przeprogramować zapisywalny tag NTAG.
• kontrola dostępu oparta na UID jest słaba, ponieważ identyfikatory UID można podszywać na magicznych kartach.

Nie należy nigdy używać samego UID jako podstawy uwierzytelniania — jest to identyfikator, a nie sekret.

Oprócz klonowania narzędzia mogą emulować kartę wobec czytnika. Proxmark lub Chameleon przedstawia przechwyconą kartę, aby oszukać czytnik dostępu bez tworzenia fizycznego klonu.

Atak typu relay jest jeszcze skuteczniejszy: dwa urządzenia przekazują połączenie radiowe w czasie rzeczywistym, dzięki czemu karta znajdująca się daleko wydaje się obecna przy czytniku. Omija to systemy zakładające, że bliskość oznacza uprawnienie.

• Jedno urządzenie znajduje się w pobliżu karty użytkownika.
• Drugie znajduje się przy docelowym czytniku.
• Polecenia i odpowiedzi są przekazywane między nimi przez sieć.

Ataki typu relay zagrażają systemom płatności i bezkluczykowego dostępu, które polegają wyłącznie na fizycznej bliskości.

Nowoczesne, prawidłowo zaprojektowane systemy bezstykowe są odporne na te ataki:

• MIFARE DESFire EV2/EV3 — wzajemne uwierzytelnianie oparte na AES i szyfrowana komunikacja.
• SmartMX / elementy bezpieczne — układy odporne na manipulacje, stosowane w kartach płatniczych.
• EMV bezstykowe — wykorzystuje dynamiczne kryptogramy, dzięki czemu każde zbliżenie jest unikatowe i nie można go powtórzyć.

Kluczową właściwością jest uwierzytelnianie typu challenge-response: czytnik i karta dowodzą znajomości sekretu, nigdy nie przesyłając statycznej wartości możliwej do sklonowania.

Ustrukturyzowana ocena systemu RFID przebiega w następujących etapach:

• Identyfikacja częstotliwości i układu za pomocą lf search oraz hf search.
• Klasyfikacja technologii: czy jest złamana (125 kHz, MIFARE Classic), czy silna (DESFire, EMV)?
• Testowanie klonowania kart, do oceny których mają Państwo upoważnienie.
• Sprawdzenie zależności od UID w systemie zaplecza; możliwość podszywania się pod UID jest częstym ustaleniem.
• Ocena podatności na ataki relay w systemach ufających bliskości.

Należy zawsze działać w ramach udokumentowanego zakresu upoważnienia i wyłącznie z użyciem danych uwierzytelniających oraz czytników należących do klienta.

Zalecenia wynikające z oceny systemu bezstykowego często obejmują:

• Wycofanie technologii 125 kHz i MIFARE Classic na rzecz DESFire EV2/EV3 lub rozwiązania równoważnego.
• Stosowanie wzajemnego uwierzytelniania kryptograficznego, a nie kontroli dostępu opartej wyłącznie na UID.
• Dodanie drugiego składnika uwierzytelniania (klawiatury PIN lub poświadczenia mobilnego) przy drzwiach o wysokim poziomie bezpieczeństwa.
• Wdrożenie zabezpieczeń przed atakami relay, takich jak ograniczenia czasowe lub określanie odległości, w systemach płatności i dostępu.
• Regularną zmianę kluczy i wyłączenie fabrycznych kluczy domyślnych.

Powtarzający się wniosek jest następujący: każdy system ufający statycznej, odczytywalnej wartości można sklonować. Bezpieczeństwo musi opierać się na sekretach, których karta nigdy nie ujawnia.

Proszę sprawdzić swoją wiedzę na temat bezpieczeństwa kart bezstykowych.

Potrafią już Państwo oceniać systemy dostępu i identyfikacji RFID oraz NFC:

• Karty LF 125 kHz nie używają kryptografii i można je natychmiast klonować na puste karty T5577.
• Technologie 13,56 MHz obejmują zarówno rozwiązania złamane (MIFARE Classic / Crypto-1, podatne na ataki darkside i nested), jak i silne (DESFire, EMV).
• Proxmark3 odczytuje, zrzuca, zapisuje i emuluje dane w obu zakresach częstotliwości.
• Kontrola dostępu oparta na UID jest słaba, ponieważ można podszywać się pod identyfikatory UID; ataki relay omijają zaufanie oparte na bliskości.
• Bezpieczne projekty wykorzystują wzajemne uwierzytelnianie kryptograficzne, dzięki czemu karta nigdy nie ujawnia sekretu możliwego do sklonowania.

W następnym rozdziale zajmą się Państwo szerzej przechwytywaniem i odtwarzaniem sygnałów RF.