【原创】Proxmark3系列教程1——PM3用法

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1 PM3介绍

proxmark3是一款开源的RFID安全研究平台黑色按钮从图中我们可以看到左上方有一颗黑色按钮，这个按钮就是Proxmark3的功能键，主要用于启动嗅探模式以及停止进程功能，其中内置高频和低频天线，能够识别和读取大部分的RFID卡片，并且国产的PM3还可以通过转接头等工具和手机等智能设备进行连接，从而实现跨平台的使用。

2 RFID破解

前面对ID与IC之间的差别进行比较时得知，ID卡内的卡号读取无任何权限,易于仿制.IC卡内所记录数据的读取,写入均需相应的密码认证,甚至卡片内每个区均有不同的密码保护,全面保护数据安全。所以这里对于RFID卡片的破解主要目标就是IC卡。

这里我们使用典型的飞利浦公司的16扇区64扇块M1卡作为实验对象，首先看一下这种卡片内部的数据存储形式。

常用的M1卡主要有荷兰恩智浦(NXP)公司生产的S50 和S70，都是属于MifareClassic家族的。以S50为例，国内兼容的最好的厂家是上海复旦微电子生产的FM11RF08芯片，区别是NXP原装S50芯片的前15个扇区的密码块的控制位是：FF078069，最后1个扇区的密码快的控制位是：FF0780BC。

国产复旦FM11RF08芯片的所有扇区的所有控制位均为：FF078069，其次看芯片第0扇区第0块的代码，从第10位开始看，如果后面是08040062636就是复旦的芯片，如果后面是08040023569就是贝岭芯片。

MifareClassic 1k共有16个扇区，分别为0-15个扇区；每个扇区有4块，分别为0-3块，每个块有32个字符；0扇区的0块为只读块，只存储厂商代码和UID号。

其他每个扇区的前3块为数据库，最后一块为密码块。密码块的前12个字符为A区密码，中间8个字符为控制位，后面12个字符为B区密码。

控制位主要是读卡器在验证卡的时候所用到的，不同的控制位表示不同的验证方式。

结合上图，我们可以来计算一下MifareClassic 1K的真实容量，首先1扇区的0块为只读，所有扇区的3块都是固定的没有容量，那么真实容量就是：

32(每个块的容量)×3(每个扇区可写的块)×16(共16个扇区)-32(除去0扇区0块)=1504字节

1504字节比1k多出了480个字节，所以MifareClassic 1K 的真实容量将近1.5K

默认口令破解

IC卡在制造时制造厂商为了方便会将除0扇区之外的扇区的所有密码默认设置为FFFFFFFFFFFF，这就是IC卡片的默认密码，我们可以使用PM3对卡片的默认密码进行爆破。

早期的PM3要把高频天线连接到Proxmark3的天线接口，并且连接完成之后要查看一下天线与PM3连接之后的工作电压是否正常；国产的PM3工具在设计时就将高频天线和低频天线安装到一起，在使用时只需要实用工具对其电压等进行探测是否正常。由于PM3是一款开源的硬件产品，最早在2000左右就已经开始有人开始对其进行研究，所以现在相对的技术已经非常成熟，在外文资料中经常会看到一个PM3对应的利用工具，这个工具分为两种，一种是命令行下的利用工具，另外一种是英文的可视化图形界面。

但是这两款软件都有其对应的缺陷，在经过国人的二次开发之后推出了PM3 GUI版的利用工具。

软件中继承了绝大多数常见的软件，能够对RFID进行快速攻击。

首先使用数据线将PM3与电脑连接，并在设备管理器中查找相对应的串口。

连接成功后检测工作电压

将IC卡放置在高频卡读卡器位置，天线电压发生变化

高频天线电压下降非常明显，这就说明我们现在所持有的卡片为高频IC卡，下面尝试对器破解，首先先读取卡片类型。

什么是proprietary non-iso14443a card found，RATS not supported？

有时候Proxmark3在读取部分MIFARE Classic卡UID的信息时，因为无法得到RATS的返回信息，会判断为非ISO14443a标准的卡.国内有太多MIFARE Classic类的卡，并不是NXP出产的，所以Proxmark3就会出现了这样子的提示！

同时还会提示是否是中国后门卡，这也是因为IC可修改UID的卡片是中国人首先研究出来的，所以被统称为中国后门卡。后面我们会有详细的介绍。

通常当我们拿到相关的卡的时候，我们应该先用chk命令去检测一下测试卡是否存在出厂时遗留的默认Key，因为使用默认的Key导致恶意用户可以使用其进行卡的信息读取以及修改。

已知的部分默认Key列表

nffffffffffff

nb0b1b2b3b4b5

n000000000000

na0a1a2a3a4a5

naabbccddeeff

n714c5c886e97

na0478cc39091

PM3程序中内置了一个默认密码列表，并会自动阐释使用者以列表中的密码进行探测。

并且通过默认密码扫描功能成功读取了除1扇区和2扇区的山区密码

这是利用嵌套认证漏洞使用任何一个扇区的已知密匙，获取所有扇区的密匙，此漏洞成功率较高，这个漏洞也被称作知一密求全密，我们现在已经知道其中的几个扇区的默认密码，使用PM3的知一密求全密的功能对扇区1、2进行破解

成功破解出1、2扇区的密码。

利用PRNG漏洞破解

MIFARE Classic采用的是Crypto-1私有加密算法，其算法的特点就是对称式的密码算法或者说是私钥密码系统。其主要组成部分是伪随机数发生器（PRNG）、48位的线性反馈移位寄存器（LFSR）以及非线性函数。由于算法当中的Filter Function的设计出现缺陷，导致改变线性反馈移位寄存器的后8位数值就有可能得到所对应的Keystream。这个缺陷类似于802.11b WEP算法，不同的明文有极高的可能性被相同的Keystream，使得整个加密算法出现了漏洞。

Proxmark3基于PRNG的安全缺陷是进行随机数碰撞，利用PRNG的安全缺陷我们可以很快速地得到对应的密钥，从而进行进一步的破解操作。

如果我们无法进行基于PRNG的安全缺陷破解的时候，很大可能是因为卡类增加了对应的机制（增加了防碰撞机制）以及修复了漏洞。

命令：hfmf mifare当输入命令后，需要耐心等待，整个过程花费的时间有快有慢。

结果出现后，首先要判断的是Found invaidKey还是Found vaidkey，如果是invaidkey的话，就是代表基于PRNG的漏洞出现的Key是错误的，并非正确的Key来的。但是最起码可以证明卡是存在PRNG漏洞的。接下来就是记住数值当中的Nt，这个数值将会被利用来进行第二次的PRNG漏洞的攻击测试

命令：hfmf mifareNT值

当输入命令后，窗口会再次进入进度状态，依然请记住耐心等待结果，并且如需停止，请按黑色按钮

因为基于PRNG的漏洞进行的破解，所以有时候会出现多次Nt的循环，这是很正常的结果，我们需要不断的利用Nt去进行真正Key的破解。整个过程是漫长而乏味的

RFID伪造

前面提到过中国后门卡，这里给大家讲解一下中国后门卡的原理的发展。

在早期RFID技术开始兴起时，卡片的价格还比较高昂，随着后期这项技术的关注程度越来越高，中国的很多厂商也考试对这项技术进行研究，并很快研究出了和M1系列卡片功能一致且价格极其低廉的卡片，但是后期有一部分人发现这种卡片在使用时有的需要实现相同功能，但是卡片又没有办法复制，所以就开始研究一种能够复制UID的卡片，并在后期成功研制出能够进行复制的卡片，这就是早期的CUID卡，这种卡片能够在正常使用时间内无限次的修改卡片的UID，并能够实现和市场上流通的卡片相同的功能。

后来很多厂商发现了这一问题，开始研究如何对后门卡进行预防，随后出现一大批能够检测中国后门卡的方案，其中大部分方案都是利用中国后门卡的自身的功能对其中的uid进行修改测试，如果机器判断能够修改UID，即停止对这张卡进行服务。

后来研究人员又对后门卡进行升级，然后推出了FUID卡，这种卡片和CUID卡相类似，但是它有一个特性就是在出场之后只能对其UID进行一次修改，一次修改完毕之后机会将0扇区锁死，无法再次修改，这种方案成功绕过了场上的检测机制。ID卡片的发展机制与之类似。

下面进行IC卡的复制实战，首先将卡中数据全部读取并写入到编辑区