目前市面上最常见的IC卡,如校园卡,水卡,门禁卡,会员卡等,绝大部分的卡片类型均属于Mifare1 S50卡,以下统称为M1卡。
M1卡内部基本数据结构
- 卡片内部分为16个扇区(编号0~15),每个扇区分为4个数据块(编号0~3),每个数据块的数据长度是16个字节
- 每个扇区中数据块0~数据块2,用户可进行数据的读取和写入,加值、减值、值转移、值恢复等操作
- 注意:其中扇区0中的数据块0用于存放卡片的卡号数据和厂商代码;只可读取,不能写入
- 每个扇区中数据块3,存放访问扇区的密钥数据和控制访问权限的字节(统称控制字节)
扇区0 | 数据块0 | 存放卡片的卡号数据和厂商代码 只可读取,不能写入 |
数据块1 | 用户可自行读取或写入数据到数据块 | |
数据块2 | ||
数据块3 | 存放访问扇区的密钥数据和控制访问权限的字节 | |
. . . . . . | ||
扇区15 | 数据块0 | 用户可自行读取或写入数据到数据块 |
数据块1 | ||
数据块2 | ||
数据块3 | 存放访问扇区的密钥数据和控制访问权限的字节 |
本文着重介绍每个扇区中的数据块3;既存放密钥数据和控制权限字节的部分,数据块3结构如下:
A密钥 | 控制字节 | B密钥 |
6个字节 | 4个字节 | 6个字节 |
Mifare1S50卡 出厂默认每个扇区的数据块3中的数据都是:
FF FF FF FF FF FF FF 07 80 69 FF FF FF FF FF FF
其中:
FF FF FF FF FF FF 为A密钥
FF 07 80 69 为控制字节
FF FF FF FF FF FF为B密钥
控制字节FF 07 80 69所表示的控制权限含义:可用广州慧斯佳智能科技有限公司开发的M1S50卡控制字节工具进行解析得到
控制字节工具的使用和下载说明
- 下载链接:
控制字节工具主要分为2个功能:
1.填入已知的控制字节,进行解析;得到所表示的控制权限
2.选择所需要的控制权限,生成对应的控制字节
解析控制字节
- 在红框中输入FF 07 80 69;点击解析控制字节按键;得到对应控制权限解析说明
生成控制字节
- 选择所需要设置的权限,点击生成控制字节按键;红框中输出选择的权限的控制字节
常见控制字节组合
控制字节的组合方式虽然多,但实际用得比较多的主要是以下4种:
FF 07 80 69
这种字节组合方式是最常见的;只要A密钥或者B密钥验证通过,便可以读写数据块数据,修改A、B密钥,修改控制字节
优点在于:控制字节直接出厂默认,无需重新设置。读写数据,修改密钥都比较方便。缺点在于:安全性能差,数据和密钥容易泄露和被修改
7F 07 88 69
这种字节组合方式是:只要A密钥或者B密钥验证通过,便可以读写数据块数据,修改A、B密钥,控制字节都需要B密钥验证通过才可以
优点在于:密钥B权限最高,只要知道密钥B,就可以对A密钥和控制字节进行改写。应用上一般是由最高管理员掌握密钥B,配置多个密钥A给到对应的管理员。缺点在于:密钥B很重要,一旦忘记,卡就不能再改写密钥
08 77 8F 69
这种字节组合:由密钥A读密钥B来写,可以说是上面一种组合的变体,对于密钥B有更强的保护
FF 00 F0 69
这种字节组合:数据块不具有写入权限;只能读取。最常见用于门禁机发卡;在发卡阶段写入合法的身份识别数据之后;卡片的数据便再也不能修改
已知控制字节·解析权限过程详述
以最常见的 FF 07 80 69 字节组合为例
字节6 | 字节7 | 字节8 | 字节9 |
0xFF | 0x07 | 0x80 | 0x69 |
其中字节9目前是作为保留字节,一般固定为0x69;主要是看字节6,7,8这3个字节
步骤1:将字节6,7,8转换成对应的二进制格式,如下表
16进制格式 | 转换 | 2进制格式 | |
字节6 | 0xFF | ——》 | 1111 1111 |
字节7 | 0x07 | ——》 | 0000 0111 |
字节8 | 0x80 | ——》 | 1000 0000 |
步骤2:对字节6,7,8进行相应的处理
字节6处理操作:8位2进制数进行按位取反
字节6 | 16进制格式 | 转换 | 2进制格式 | 8位2进制数进行 按位取反 | 处理结果 |
0xFF | ——》 | 1111 1111 | ——》 | 0000 0000 |
字节7处理操作:高4位2进制数保留;低4位2进制数取反
字节7 | 16进制格式 | 转换 | 2进制格式 | 高4位2进制数保留 低4位2进制数按位取反 | 处理结果 |
0x07 | ——》 | 0000 0111 | ——》 | 0000 1000 |
字节8处理操作:8位2进制数不做任何处理,直接保留
字节8 | 16进制格式 | 转换 | 2进制格式 | 8位2进制数不做任何处理 | 处理结果 |
0x80 | ——》 | 1000 0000 | ——》 | 1000 0000 |
步骤3:将处理后的字节6,7,8的8位2进制数组成1张表格;如下表
bit-7 | bit-6 | bit-5 | bit-4 | bit-3 | bit-2 | bit-1 | bit-0 | |
权限增值表中的 符号 | C23_b | C22_b | C21_b | C20_b | C13_b | C12_b | C11_b | C10_b |
字节6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
权限增值表中的 符号 | C13 | C12 | C11 | C10 | C33_b | C32_b | C31_b | C30_b |
字节7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
权限增值表中的 符号 | C33 | C32 | C31 | C30 | C23 | C22 | C21 | C20 |
字节8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
其中:
C10C20C30组合:表示扇区中数据块0的权限;具体权限需要对应下图的数据块权限真值表
C11C21C31组合:表示扇区中数据块1的权限;具体权限需要对应下图的数据块权限真值表
C12C22C32组合:表示扇区中数据块2的权限;具体权限需要对应下图的数据块权限真值表
C13C23C33组合:表示扇区中密钥数据块(即数据块3)的权限;具体权限需要对应下图的密钥块权限真值表
组合C10C20C30,C11C21C31,C12C22C32的值均为 0 0 0,对应到数据块控制权限真值表中权限为:读:A|B 写:A|B 增值:A|B 减值、转移值、恢复值:A|B
组合C13C23C33的值为 0 0 1,对应到密钥块控制权限真值表中权限为:
AKey:读:Never 写:A|B
控制字节:读:A|B 写:A|B
BKey:读:A|B 写:A|B
综上:FF 07 80 69
数据块权限为:读:A|B 写:A|B 增值:A|B 减值、转移值、恢复值:A|B
密钥块权限为:AKey:读:Never 写:A|B
控制字节:读:A|B 写:A|B
BKey:读:A|B 写:A|B
所以控制字节FF 07 80 69的控制权限是:
只要A密钥或者B密钥验证通过,便可以读写数据块0,1,2;还可以对数据块0,1,2进行增值,减值, 转移值,恢复值等操作
只要A密钥或者B密钥验证通过,便可以写入A密钥;读写控制字节,读写B密钥;但无论任何条件下,都无法读取A密钥
根据所需要权限·生成对应控制字节
假设~~~现在对扇区中数据块0,1,2,密钥块的控制权限分别是以下需求:
1.数据块0:只有B密钥验证通过;才可以读取数据;但无论任何条件下,都不可以写入数据;不可以进行增值,减值, 转移值,恢复值等操作
2.数据块1:只要A密钥或者B密钥验证通过,就可以读取数据;但无论任何条件下,都不可以写入数据;不可以进行增值,减值, 转移值,恢复值等操作
3.数据块2:只有B密钥验证通过;才可以读取数据;但无论任何条件下,都不可以写入数据;不可以进行增值,减值, 转移值,恢复值等操作
4.密钥块:只要A密钥或者B密钥验证通过,就可以读取控制字节,但无论任何条件下,控制字节都不能被修改;只有B密钥验证通过;才可以修改A密钥和B密钥;但无论任何条件下,都不能读取A密钥和B密钥
结合上述需求分析:
数据块0权限值C10C20C30 和 数据块2权限值C12C22C32 均为下表红框中的值,既是C10C20C30 = 1 0 1;C12C22C32 = 1 0 1
数据块1权限值C11C21C301为下表黄框中的值,既是C11C21C31 = 0 1 0
密钥块权限值C13C23C33为下表中绿框中的值,既是C13C23C33 = 1 0 0
步骤1:将分析需求得到的C10C20C30 = 1 0 1;C11C21C31 = 0 1 0;C12C22C32 = 1 0 1;C13C23C33 = 1 0 0;填入下表
bit-7 | bit-6 | bit-5 | bit-4 | bit-3 | bit-2 | bit-1 | bit-0 | |
权限增值表中的 符号 | C23_b | C22_b | C21_b | C20_b | C13_b | C12_b | C11_b | C10_b |
权限增值表中的 符号 | C13 | C12 | C11 | C10 | C33_b | C32_b | C31_b | C30_b |
1 | 1 | 0 | 1 | |||||
权限增值表中的 符号 | C33 | C32 | C31 | C30 | C23 | C22 | C21 | C20 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
步骤2:根据已经填入的值,对表格进行补全处理
补全处理:_b表示取反;例如C30_b表示是C30的取反值
bit-7 | bit-6 | bit-5 | bit-4 | bit-3 | bit-2 | bit-1 | bit-0 | |
权限增值表中的 符号 | C23_b | C22_b | C21_b | C20_b | C13_b | C12_b | C11_b | C10_b |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
权限增值表中的 符号 | C13 | C12 | C11 | C10 | C33_b | C32_b | C31_b | C30_b |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | |
权限增值表中的 符号 | C33 | C32 | C31 | C30 | C23 | C22 | C21 | C20 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
步骤3:分别对3组8位2进制数进行格式转换
将8位2进制数C23_bC22_bC21_bC20_bC13_bC12_bC11_bC10_b转换成16进制格式:得到字节6
bit-7 | bit-6 | bit-5 | bit-4 | bit-3 | bit-2 | bit-1 | bit-0 |
C23_b | C22_b | C21_b | C20_b | C13_b | C12_b | C11_b | C10_b |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
将8位2进制数 转换 成16进制格式;得到字节6 | |||||||
0xD2 |
将8位2进制数C13C12C11C10C33_bC32_bC31_bC30_b转换成16进制格式:得到字节7
bit-7 | bit-6 | bit-5 | bit-4 | bit-3 | bit-2 | bit-1 | bit-0 |
C13 | C12 | C11 | C10 | C33_b | C32_b | C31_b | C30_b |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
将8位2进制数 转换 成16进制格式;得到字节7 | |||||||
0xDA |
将8位2进制数C33C32C31C30C23C22C21C20转换成16进制格式:得到字节8
bit-7 | bit-6 | bit-5 | bit-4 | bit-3 | bit-2 | bit-1 | bit-0 |
C33 | C32 | C31 | C30 | C23 | C22 | C21 | C20 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
将8位2进制数 转换 成16进制格式;得到字节8 | |||||||
0x52 |
结合上述3个表格得到:字节6:0xD2;字节7:0xDA;字节8:0x52;字节9一般固定为0x69
所以根据需求最终生成的控制字节是:D2 DA 52 69