Что такое rfid карта
RFID-карты: типы и виды идентификаторов, область применения
RFID — технология радиочастотной идентификации — разработки в этой области велись еще в 40-х годах прошлого века, а первая презентация RFID-чипов, приближенных к современным конструкциям, была произведена в 1973 году.
Но за последние сорок с лишним лет технологи сделали существенный шаг в этом направлении. И сегодня пластиковая RFID-карта (тег или транспондер) — это универсальное устройство, которым мы пользуемся ежедневно в большинстве сфер нашей деятельности.
Сферы применения универсальных карт с RFID-чипом
Технологии RFID настолько шагнули вперед, что найти им применение можно практически в любой области, а некоторые повседневные вещи без них уже невозможно представить:
Радиус действия ридеров для банковских карт редко превышает несколько сантиметров, поэтому к считывателям RFID-метки нужно прикладывать почти вплотную.
Стандарты RFID-карт и как определить их тип
Стандарты магнитных RFID-карт, как и других радиочастотных идентификаторов, разрабатываются и устанавливаются Международной Организацией по Стандартизации (ISO) при участии International Electrotechnical Commission (Международная Электротехническая Комиссия).
На сегодняшний день на мировом рынке представлена масса разнообразных РФИД-карт, соответствующих установленным стандартам. В России наибольшее распространение получили несколько основных видов.
1. Задай вопрос нашему специалисту в конце статьи.
2. Получи подробную консультацию и полное описание нюансов!
3. Или найди уже готовый ответ в комментариях наших читателей.
Самый простой способ, как определить тип RFID-карты — проверить, с какими считывателями она работает. Также некоторые производители ридеров разрабатывают специальное ПО для определения типа радиочастотных идентификаторов.
В большинстве случаев все типовые RFID-метки выглядят так, как показано на картинке ниже (но для того, чтобы увидеть чип, вам, возможно, придется разбирать носитель информации).
Двухчиповые пластиковые RFID-карты
Нередко на объектах, где требуется контроль доступа, в зависимости от установленных на территории считывателей, могут использоваться карты с двумя чипами.
Вот несколько распространенных примеров:
Также двухчиповые идентификаторы применяются на территориях, где для разных помещений используются чипы различной дальности действия.
Какой частоты существуют RFID-карты и как ее узнать
Еще один вопрос, который относится к стандартам радиочастотных идентификаторов — это их рабочая частота.
Какие бывают RFID протоколы и как их похекать с помощью Flipper Zero
Flipper Zero — проект карманного мультитула для хакеров в формфакторе тамагочи, который мы разрабатываем. Предыдущие посты [1],[2],[3],[4],[5],[6],[7],[8],[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17],[18],[19]
RFID – это технология для бесконтактных радио-меток, используемых повсюду: в домофонах, платежных картах, проездных, пропусках в офисы, для учета домашних животных, автомобилей и т.д. Есть два основных типа RFID меток, которые мы используем в обычной жизни: низкочастотные и высокочастотные.
Как устроены RFID-метки
RFID чип включается, когда на него подается питание от радиополя считывателя
RFID-метка обычно не имеет собственного питания. Пока она не находится в поле действия считывателя, чип внутри метки полностью выключен. Как только метка попадает в зону действия считывателя, ее антенна поглощает энергию излучения считывателя, и на чип подается питание. В этот момент чип включается и начинает общение со считывателем. При этом, антенна RFID-метки настроена только на определенную частоту, поэтому метка сможет активироваться только в поле действия подходящего считывателя.
Какие бывают RFID-метки
Внешний вид RFID-меток может быть совершенно разный: толстые/тонкие карты, брелоки для домофонов, браслеты, кольца, монеты и даже наклейки. При этом только по внешнему виду нельзя однозначно сказать, на какой частоте и по какому протоколу работает метка.
Внешне RFID-метки могут выглядеть по-разному
Часто производители RFID-брелков используют одинаковые пластиковые корпуса для меток разных частотных диапазонов, поэтому бывает, что две метки, выглядящие абсолютно одинаково, работают в разных диапазонах. Это важно учитывать, когда пытаетесь определить на глаз, что за метка перед вами. В статье мы будем рассматривать 2 самых популярных типа RFID-меток, которые используются в системах контроля доступа. Флиппер поддерживает оба этих диапазона.
Существует множество RFID-протоколов, работающих на других частотах, вроде UHF 840-960 МГц. Они применяются для отслеживания грузов, оплаты проезда на платных дорогах, отслеживания диких животных при миграции и т.д. Эти метки могут иметь собственную батарею и работать на расстояниях от нескольких метров, до нескольких километров. При этом, они достаточно редкие, и в привычном обиходе почти не встречаются. В статье мы их рассматривать не будем.
Отличия RFID 125 кГц и 13.56 МГц
Проще всего понять в каком диапазоне работает RFID-метка по виду антенны. У низкочастотных меток (125 кГц) антенна сделана из очень тонкой проволоки, буквально тоньше волоса, и огромного числа витков. Поэтому такая антенна выглядит как цельный кусок металла. У высокочастотных карт (13.56 МГц) антенна имеет намного меньше витков и более толстую проволоку или дорожки. Так что между витками видны зазоры.
Если просветить карту фонариком, можно узнать на какой частоте она работает
Чтобы увидеть антенну внутри RFID-карты, можно просветить ее фонариком. Если у антенны всего несколько крупных витков — это скорее всего высокочастотная карта. Если антенна выглядит как цельный кусок металла без просветов — это низкочастотная карта.
Антенны у низкочастотных карт из очень тонкой проволоки, а у высокочастотных из более толстой
Низкочастотные метки обычно используются в системах, которые не требуют особенной безопасности: домофонные ключи, абонементы в спортзал и т.д. Из-за большей дальности действия их удобно применять в качестве пропусков на автомобильные парковки: водителю не нужно близко прислонять карту к считывателю, она срабатывает издалека. При этом, низкочастотные метки очень примитивны, у них низкая скорость передачи данных, из-за этого в них нельзя реализовать сложный двусторонний обмен данными, вроде проверки баланса и криптографии. Низкочастотные метки передают только свой короткий ID без всяких средств аутентификации.
Высокочастотные метки используются для более сложного взаимодействия между картой и считывателем, когда нужна криптография, долгий двусторонний обмен, аутентификация и т.д., например для банковских карт, надежных пропусков.
Сравнение RFID-меток 125 кГц и 13,56 МГц
Низкочастотные метки 125 кГц
Высокочастотные метки 13,56 МГц
Как устроен RFID во Flipper Zero
Работа RFID-антенны во Flipper Zero
Флиппер поддерживает низкочастотные и высокочастотные метки. Для поддержки обеих частот, мы разработали двухдиапазонную RFID антенну, расположенную на нижней крышке устройства.
Для высокочастотных протоколов (NFC) во Флиппере установлен отдельный NFC-контроллер ST25R3916. Он реализует всю физическую часть работы с картами: чтение, эмуляцию. Низкочастотные протоколы 125 kHz у нас реализованы полностью программно — Флиппер «дрыгает» ногой микроконтроллера для передачи и принимает низкочастотный сигнал через аналоговую схему прямо на ногу GPIO.
[Видео] Расположение платы с антеннами RFID во Flipper Zero
Сверху плата с антеннами экранирована слоем ферромагнетика — он изолирует остальную электронику от наводок, перенаправляя высокочастотное поле в другую сторону, что дополнительно увеличивает дальность работы.
Антенна на этапе сборки вклеивается в нижнюю крышку Флиппера и подключается к плате через подпружиненные контакты. Это сильно облегчает процесс сборки, так как не требует подключения шлейфов или UFL разъемов к антенной плате.
Низкочастотные протоколы 125 кГц
В низкочастотных метках хранятся короткие ID карты, длиной в несколько байт. Эти ID прописываются в базу данных контроллера или домофона. При этом карта просто передает свой ID любому желающему, как только на нее подано электричество. Часто ID карты написан на ней самой и его можно сфотографировать и ввести вручную во Флиппер.
В реальной жизни низкочастотных протоколов намного больше, но все они так или иначе являются вариацией этих трех, по крайней мере используют ту же модуляцию на физическом уровне. На момент написания этой статьи Флиппер умеет читать, сохранять, эмулировать и записывать все три этих протокола. Наверняка найдутся низкочастотные протоколы, которые пока не поддерживаются Флиппером, но так как подсистема 125 kHz реализована программно, мы сможем добавить новые протоколы в будущем.
EM-Marin
[Видео] Считывание Флиппером меток EM-Marin
В СНГ наиболее распространен RFID-формат EM-Marin. Он прост и не защищен от копирования. EM-Marin обычно выполнен на базе чипа EM4100. Существуют и другие чипы, работающие по тому же принципу, например EM4305 – в отличие от EM4100 его можно перезаписывать.
Для считывания низкочастотной карты нужно зайти в меню Флиппера 125 kHz RFID —> Read и приложить метку к задней крышке. Флиппер определит протокол метки самостоятельно и отобразит его название вместе с ID карты. Так как за один проход, Флиппер пытается по очереди пробовать все типы протоколов, это занимает время. Например, для считывания карт Indala требуется несколько секунд.
Уникальный код EM-Marin на карте и на Флиппере
Уникальный код EM4100 состоит из 5 байт. Иногда он написан на RFID-карте. Уникальный код может быть записан сразу в нескольких форматах: десятичном и текстовом. Флиппер использует шестнадцатеричный формат при отображении уникального кода. Но на картах EM-Marin обычно написаны не все 5 байт, а только младшие 3 байта. Остальные 2 байта придется перебирать, если нет возможности считать карту.
[Видео] Открываем домофон, эмулируя RFID 125 кГц
Некоторые домофоны пытаются защищаться от дубликатов ключей и пытаются проверять, не является ли ключ записанным на болванку. Для этого домофон перед чтением посылает команду записи, и, если запись удалась, считает такой ключ поддельным. При эмуляции ключей Флиппером домофон не сможет отличить его от оригинального ключа, поэтому таких проблем не возникнет.
HID Prox
[Видео] Считывание Флиппером меток HID26
Компания HID Global — самый крупный производитель RFID оборудования в мире. У них есть несколько фирменных низкочастотных и высокочастотных RFID-протоколов. Наиболее популярный низкочастотный HID-протокол это 26-битный H10301 (HID26, он же HID PROX II). Уникальный код в нем состоит из 3 байт (24 бита), еще 2 бита используются для контроля четности (проверки целостности).
На некоторых HID26 картах написаны цифры – они обозначают номер партии и ID карты. Полностью узнать 3 байта уникального кода по этим цифрам нельзя, на карте написаны лишь 2 байта в десятичной форме: Card ID.
Структура данных HID26 на карте и при чтении Флиппером
Из низкочастотных протоколов семейства HID, Флиппер пока умеет работать только с HID26. В дальнейшем мы планируем расширить этот список. HID26 наиболее популярен, так как совместим с большинством СКУДов.
[Видео] Флиппер эмулирует низкочастотную карту и открывает турникет
Indala
RFID-протокол Indala был разработан компанией Motorola, и потом куплен HID. Это очень старый протокол, и современные производители СКУД его не используют. Но в реальной жизни Indala все еще изредка встречается. На момент написания статьи, Флиппер умеет работать с протоколом Indala I40134.
[Видео] Флиппером читает карту Indala
Так же, как HID26, уникальный код карт Indala I40134 состоит из 3 байт. К сожалению, структура данных в картах Indala это не публичная информация, и все, кто вынужден поддерживать этот протокол, сами придумывают, какой порядок байт выбрать, и как интерпретировать сигнал на низком уровне.
Все эти протоколы настолько простые, что ID карты можно просто ввести вручную, не имея оригинальной карты под рукой. Можно тупо прислать текстовый ID карты, и владелец Флиппера сможет ввести его вручную.
Ввод ID карты вручную
[Видео] Ввод ID карты Indala вручную без оригинальной карты
Запись болванки 125 кГц
[Видео] Запись болванки T5577
Низкочастотные болванки типа T5577 имеют много разновидностей. Например, существуют варианты, которые маскируются от проверок считывателей, которые пытаются выяснить, является ли эта карта клоном или нет.
Высокочастотные карты 13,56 МГц
Высокочастотные метки 13,56 МГц состоят из целого стека стандартов и протоколов — весь этот стек принято называть технологией NFC, что не всегда правильно. Основная часть протоколов основана на стандарте ISO 14443 — это базовый набор протоколов физического и логического уровня, на котором стоят высокоуровневые протоколы, и по мотивам которых созданы альтернативные низкоуровневые стандарты, например ISO 18092.
Наиболее часто встречаемой является реализация ISO 14443-A, ее используют почти все исследуемые мною проездные, пропуска и банковские карты.
Упрощенная архитектура технологии NFC
Упрощенно архитектура NFC выглядит так: на низкоуровневой базе ISO 14443 реализован транспортный протокол, он выбирается производителем. Например, компания NXP придумала свой высокоуровневый транспортный протокол карт Mifare, хотя на канальном уровне, карты Mifare основаны на стандарте ISO 14443-A.
Флиппер умеет взаимодействовать как с низким уровнем протоколов ISO 14443, так и с протоколами передачи данных Mifare Ultralight и EMV банковских карт. Сейчас мы работаем над добавлением поддержки протоколов Mifare Classic и NFC NDEF. Подробный разбор применяемых стандартов и протоколов NFC заслуживает большой отдельной статьи, которую мы планируем сделать позднее.
Голый UID стандарта ISO 14443-A
[Видео] Чтение UID высокочастотной метки неизвестного типа
Все высокочастотные карты, работающие на базе ISO 14443-A, имеют уникальный идентификатор чипа — UID. Это серийный номер карточки, подобно MAC-адресу сетевой карты. UID бывает длиной 4, 7 и очень редко 10 байт. UID не защищен от чтения и не является секретным, иногда он даже написан на карточке.
В реальности существуют много СКУД-ов, использующих UID для авторизации доступа. Такое встречается, даже когда RFID-метки имеют криптографическую защиту. По уровню безопасности это мало чем отличается от тупых низкочастотных карт 125 кГц. Виртуальные карты (например, Apple Pay) намеренно используют динамический UID, чтобы владельцы телефонов не использовали платежное приложение как ключ для дверей.
[Видео] iPhone каждый раз генерирует случайный виртуальной UID карты в ApplePay
Так как UID это низкоуровневый атрибут, то возможна ситуация, когда UID прочитан, а высокоуровневый протокол передачи данных еще неизвестен. Во Флиппере реализованы чтение, эмуляция и ручное добавление UID, как раз для примитивных считывателей, которые используют UID для авторизации.
Различие чтения UID и данных внутри карты
Чтение NFC разделено на два типа – низкоуровневое и высокоуровневое
Чтение меток 13,56 МГц во Флиппере можно разделить на 2 части:
Для чтения карты с помощью конкретного высокоуровневого протокола нужно перейти в NFC —> Run special action и выбрать необходимый тип метки.
Mifare Ultralight
[Видео] Чтение данных с карты Mifare Ultralight
Mifare — семейство бесконтактных смарт-карт, имеющих собственные разные высокоуровневые протоколы. Mifare Ultralight — самый простой тип карт из семейства. В базовой версии он не использует криптографическую защиты и имеет только 64 байта встроенной памяти. Флиппер поддерживает чтение и эмуляцию Mifare Ultralight. Такие метки иногда используют как домофонные брелки, пропуска и проездные. Например, московские транспортные билеты «единый» и «90 минут» выполнены как раз на основе карт Mifare Ultralight.
Банковские карты EMV (PayPass, Apple Pay)
[Видео] Чтение данных из банковской карты
EMV (Europay, Mastercard, and Visa) — международный набор стандартов банковских карт. Подробнее про работу бесконтактных банковских карт можно почитать в статье Павла zhovner Как украсть деньги с бесконтактной карты и Apple Pay.
Банковские карты — это полноценные смарт-карты со сложными протоколами обмена данными, поддержкой ассиметричного шифрования. Помимо чтения UID, с банковской картой можно обменяться сложными данными, в том числе вытащить полный номер карты (16 цифр на лицевой стороне карты), срок действия карты, иногда имя владельца и даже историю последних покупок.
Стандарт EMV имеет разные высокоуровневые реализации, поэтому данные, которые можно достать из карт могут отличаться. CVV (3 цифры на обороте карты) считать нельзя никогда.
Банковские карты защищены от replay-атак, поэтому скопировать ее Флиппером, а затем эмулировать и оплатить покупку в магазине у вас не получится.
Виртуальная карта ApplePay VS Физическая банковская карта
Сравнение безопасности виртуальных и физических банковских карт
В сравнении с пластиковой банковской картой, виртуальная карта в телефоне выдает меньше информации и более безопасна для платежей оффлайн.
Преимущества виртуальной карты Apple Pay, Google Pay:
Поддержка банковских карт во Флиппере сделана исключительно для демонстрации работы высокоуровневых протоколов. Мы не планируем никак развивать эту функцию в дальнейшем. Защита бесконтактных банковских карт достаточно хороша, чтобы не переживать о том, что устройства вроде Флиппера могут быть использованы для атак на банковские карты.
Наши соцсети
Узнавайте о новостях проекта Flipper Zero первыми в наших соцсетях!
RFID-карты: типы и виды идентификаторов
RFID является технологией радиочастотной идентификации объектов с помощью радиоволн. RFID-чип состоит из двух частей: микрочипа, который хранит и обрабатывает информацию и антенны для приема и передачи сигнала. Тег содержит конкретный уникальный серийный номер для одного конкретного объекта.
На таком чипе может храниться, практически любая информация, например ФИО владельца, время посещения тех или иных заведений или же информация о товаре (размер, цвет, цена и т.д). Большой диапазон считывания делает RFID-метки идеальным решением для многих компаний.
История создания технологии RFID
История создания технологии радиочастотной идентификации может быть прослежена до 1940-х годов. В 1945 году шотландский физик сэр Роберт Александр Уотсон-Ватт создал технологию «Радар», одну из первых технологий, использующих радиочастоту. Радар использовался во Второй мировой войне для отслеживания самолетов, возвращающихся на базу. Проблема с Радаром заключалась в том, что не было способа определить, какие самолеты представляли угрозу, а какие были дружественными. Методом проб и ошибок Уотсон-Уотт создал систему Identity Friend или Foe. (IFF) Этот метод позволял самолетам посылать сигнал, который доказывал, что они являлись дружественными.
Первая презентация RFID-чипов, похожих на сегодняшние экземпляры была произведена в 1973 году. Это было только началом использования RFID-чипов, сейчас эта технология продолжают активно развиваться.
Сферы применения универсальных карт с RFID-чипом
Сфера применения универсальных карт с RFID-чипом сегодня разнообразна. Все мы используем такие карты почти каждый день. Рассмотрим основные места, где применена RFID-технология.
Иные сферы использования RFID-технологий
RFID-технологий используются в компаниях, крупных ритейлерах, магазинах одежды, спортивных и дисконтных магазинах для учета товаров и инвентаря. Осуществляется учет товаров с помощью RFID-меток, которые прикрепляются к каждой единице товара и каждая единица товара становится в итоге уникальной. На такой RFID-метки записывается вся необходимая информация о товаре, например размер, цвет и даже его изображение.
RFID-технологий заметно сокращают время затрачиваемое на проведение стандартных и каждодневных операций таких как прием или отправка товара, а также способны снизить или даже исключить ошибки вызванные человеческим фактором.
Стандарты RFID-карт и как определить их тип
Международной Организацией по Стандартизации (ISO) при участии International Electrotechnical Commission (Международная Электротехническая Комиссия) устанавливаются стандарты для магнитных RFID-карт. Существует большое количество разнообразных RFID-карт, все они конечно, соответствуют всем необходимым стандартам. Рассмотрим самые распространенные виды карт:
Двухчиповые пластиковые RFID-карты
Самые распространенные чипы, работающие на низкой частоте (low frequency, 125KHz), например такие как:
Чипы, работающие на высокой частоте (high frequency, 13,56MHz):
Чипы, работающие на сверх высокой частоте (ultra high frequency, 868MHz):
Для чего необходимы двухчиповые карты
В некоторых организациях, которые располагаются в разных зданиях, установлены разные считыватели, например в одном здании установлены считыватели Em Marin, а в другом здании — считыватели MIFARE. В таком случае, чтобы у работников на руках не были две разные карты и не возникали ситуации, при которых постоянно происходила путаница с картами, для них создается одна универсальная карта для доступа в два разных здания.
Также в некоторых компаниях на проходной установлен свободный пропускной режим, однако есть помещения, в которые доступ предоставлен только определенным сотрудникам компании, для таких случаем выпускается карта доступа с двумя чипами UHF + MIFARE.
Другой пример, — в горнолыжном комплексе для проезда на парковку необходимо использовать карту Em Marin, а для пропуска на подъемники карту I Code SLIX. В такой случае выпускается комби-карта Em Marin + I Code SLI X.
На объектах, имеющих помещения с очень высокий уровнем защищенности, карты доступа реализованы на микрочипе MIFARE DESFire EV1. А помещения, которые не требуют высокой степени защиты оснащены старыми считывателями HID Prox. В этом случае выпускается комби-карта MIFARE DESFire EV1 + HID Prox.
Какой частоты существуют RFID-карты и как ее узнать
Метка RFID может считываться на расстоянии до нескольких метров, в зависимости от частот, на которых она работает. Наиболее распространены такие виды частот как:
Дальность действия примерно от 2 до 10 м, скорость передачи информации — 128 кбит/сек.
Как узнать частоту RFID-карты
Информацию о частоте RFID-карты можно узнать в описании товара, либо на самом чипе. Также данную информацию можно узнать у производителя данной карты. Если использовать карты с разными ридерами, то также можно определить их частоту, однако этот способ может быть не всегда недостоверным.
Телефон вместо банковской RFID-карты
NFC технология способна в ближайшем будущем заменить RFID-карты. Уже сейчас мы все больше используем в качестве оплаты товаров в магазинах NFC технологию с помощью наших телефонов, вместо привычных пластиковых карт с RFID чипом. Большинство выпускаемых смартфонов имеют встроенные чипы NFC, которые превращают ваш телефон в цифровой кошелек. Прикоснитесь телефоном к терминалу проверки NFC, и чип NFC автоматически перейдет в режим карты.
Одним касанием можно оплатить свои покупки, использовать электронные купоны или собирать очки лояльности. Это называется бесконтактным платежом. Другими словами, ваш телефон заменяет все эти кредитные, лояльные и подарочные карты, что делает оплату быстрее и удобнее. Это очень удобно, тем более мобильный телефон всегда находится под рукой, а вот пластиковую карту есть возможность просто забыть.
В чем же разница между технологиями RFID и NFC
Можно заметить, что NFC как-будто дублирует умение RFID, также читая смарт-теги, благодаря своему режиму чтения / записи. Однако в дополнение к возможностям чтения / записи, NFC имеет два других режима, оба из которых включают динамическую двустороннюю связь: режим оплаты картой и режим связи для обмена данными P2P.
Системы NFC работают на той же частоте, что и системы HF RFID (13,56 МГц). Следовательно, существуют только ограничения по дальности считывания.
Заключение
RFID-технологии применимы практически во всех сферах нашей жизни, будь-то проезд в общественном транспорте или же покупка товаров в продуктовых или же магазинах одежды. Существует несколько типов RFID-карт, например двухчиповые карты, в которых есть две антенны и два чипа, работающих на разных частотах и используемых в условиях доступа в помещение с разным видами доступа. Технология NFC является более новой и более отточенная версия RFID, которая активно используется для бесконтактных платежей и уже сейчас может конкурировать с технологией RFID.