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MIFARE は、非接触型スマート カードや近接型カードで使用される集積回路 (IC)チップのシリーズです。
このブランドには、 ISO/IEC 14443 Type-A 13.56 MHz非接触型スマートカード規格のさまざまなレベルに基づいた独自のソリューションが含まれています。AESおよびDES /Triple-DES暗号化規格に加えて、古い独自の暗号化アルゴリズムであるCrypto-1も使用します。NXPによると、同社のスマートカードチップは100億個、リーダーモジュールは1億5000万個以上販売されています。[1]
MIFAREの商標は、 2006年にフィリップスエレクトロニクスから分社化されたNXPセミコンダクターズが所有しています。 [2] [3]
バリエーション
MIFARE製品は、非接触型および接触型スマートカード、スマート紙チケット、ウェアラブル端末、携帯電話に組み込まれています。[4] [5]
MIFARE ブランド名 (MIKRON FARE コレクションという用語に由来し、Mikron社によって作成) は、次の 4 つの非接触型カード ファミリをカバーします。
- MIFAREクラシック
- ISO/IEC 14443 タイプ Aのパート 1 ～ 3 に準拠した独自のプロトコルを採用し、認証と暗号化には NXP 独自のセキュリティ プロトコルを採用しています。[引用が必要]
サブタイプ: MIFARE Classic EV1 (他のサブタイプは現在使用されていません)。
- MIFAREプラス
- 認定されたセキュリティ レベル(AES-128 ベース)を備えた MIFARE Classic のドロップイン交換品であり、MIFARE Classic と完全に下位互換性があります。 [引用が必要]
サブタイプ: MIFARE Plus S、MIFARE Plus X、MIFARE Plus SE、MIFARE Plus EV2。
- MIFARE ウルトラライト
- 公共交通機関、ポイントカード、イベントチケットなどの大量使用アプリケーションに役立つ低コストの IC。
サブタイプ: MIFARE Ultralight C、MIFARE Ultralight EV1、MIFARE Ultralight Nano、MIFARE Ultralight AES。
- MIFARE DESFire
- NXP のマスク ROM オペレーティング システムを搭載した、ISO/IEC 14443-4 タイプ A のパート 3 および 4 に準拠した非接触型 IC。名前のDES は、DES、2 キー3DES、3 キー 3DES、および AES 暗号化の使用を指します。Fireは、高速、革新的、信頼性、および強化されたの頭字語です。
サブタイプ: MIFARE DESFire EV1、MIFARE DESFire EV2、MIFARE DESFire EV3、MIFARE DESFire Light。
MIFARE SAM AV2 接触型スマート カードもあります。これは、非接触型カードとの通信で暗号化を処理するために使用できます。SAM (Secure Access Module) は、暗号化キーと暗号化機能を安全に保管します。
MIFARE クラシックファミリー
MIFARE Classic IC は、メモリがセグメントとブロックに分割され、アクセス制御のためのシンプルなセキュリティ メカニズムを備えた基本的なメモリ ストレージ デバイスです。これらはASICベースで、計算能力は限られています。信頼性が高く、コストが低いため、これらのカードは電子財布、アクセス制御、企業 ID カード、交通機関、スタジアムのチケット発行などに広く使用されています。認証と暗号化には、NXP 独自のセキュリティ プロトコル ( Crypto-1 ) を使用します。[引用が必要]
MIFARE Classic の暗号化が侵害されました。詳細は下記を参照してください。[引用が必要]
1K メモリの MIFARE Classic は、16セクターに分割された 1,024 バイトのデータ ストレージを提供します。各セクターは、AとBと呼ばれる 2 つの異なるキーによって保護されています。各キーは、読み取り、書き込み、値ブロックの増加などの操作を許可するようにプログラムできます。4K メモリの MIFARE Classic は、40 セクターに分割された 4,096 バイトを提供します。そのうち 32 は 1K と同じサイズで、8 つは 4 倍のサイズのセクターです。MIFARE Classic Mini は、5 つのセクターに分割された 320 バイトを提供します。これらの IC タイプごとに、セクターごとに 16 バイトがキーとアクセス条件用に予約されており、通常はユーザー データには使用できません。また、最初の 16 バイトには、カードのシリアル番号と特定のその他の製造元データが含まれており、読み取り専用です。これにより、これらのカードの正味ストレージ容量は、1K メモリの MIFARE Classic では 752 バイト、4K メモリの MIFARE Classic では 3,440 バイト、MIFARE Mini では 224 バイトになります。[引用が必要]
Samsung TecTile NFCタグ ステッカーは MIFARE Classic チップを使用しています。つまり、NXP NFC コントローラー チップを搭載したデバイスのみがこれらのタグの読み取りと書き込みが可能です。現時点では、BlackBerry フォン、Nokia Lumia 610 (2012 年 8 月[6] )、Google Nexus 4、Google Nexus 7 LTE、Nexus 10 (2013 年 10 月[7] ) は TecTile ステッカーの読み取り/書き込みができません。[引用が必要]
MIFARE Plusファミリー
MIFAREプラス
MIFARE Plus は、MIFARE Classic の代替 IC ソリューションです。
MIFARE DESFire EV1 非接触 IC よりも柔軟性が低くなります。
MIFARE Plusは2008年3月に発表され、最初のサンプルは2009年第1四半期にリリースされました。[8]
MIFARE Plusは、リーダー側でAESをサポートしていない古い交通システムで使用すると、攻撃に対して依然として無防備な状態になります。これは、弱い乱数ジェネレータを介してCrypto-1暗号を破る攻撃の脅威を軽減するのに役立ちますが、ブルートフォース攻撃や暗号解析攻撃には役立ちません。[9]
MIFARE Classic から MIFARE Plus への移行期間中は、そもそも AES をサポートするリーダーが少数しか存在しないため、セキュリティ レベル 1 (実際には MIFARE Classic の動作) でオプションの AES 認証が提供されます。これにより、上記の攻撃は防止されませんが、リーダーとカード間の安全な相互認証が可能になり、カードがシステムに属し、偽造品ではないことが証明されます。
最高レベルのセキュリティ レベル SL3 では、128 ビット AES 暗号化を使用して、MIFARE Plus は攻撃から保護されます。[引用が必要]
MIFARE プラス EV1
MIFARE Plus EV1は2016年4月に発表されました。[10]
MIFARE Plus X と比較した新機能は次のとおりです。
- セクターごとのセキュリティレベルの切り替え
- 認証プロトコルで使用される暗号化アルゴリズムの選択は、セクターごとに個別に設定できます。これにより、MIFARE Classic 製品 (セクターが48 ビットCRYPTO1 キーで保護されている、「セキュリティ レベル 1」) を読み取ることができるリーダーと、MIFARE Plus 製品 (セクターが 128 ビットAESキーで保護されている、「セキュリティ レベル 3」) を読み取ることができるリーダーの両方で同じカードを使用できます。この機能は、すべてのリーダーを同時に交換することなく、既存の MIFARE Classic 製品ベースのインストールを MIFARE Plus に段階的に移行しやすくすることを目的としています。
- ISO 7816-4 ラッピング
- このカードは、MIFARE のプロトコル ( ISO 7816-4 APDU形式に準拠していません) または ISO 7816-4 上で実行される新しいプロトコル バリアントを使用してアクセスできるようになりました。これにより、カードは、最大転送データ バッファ サイズが 256 バイトの ISO 7816-4 APDU 形式でのみメッセージを交換できる NFC リーダー API と互換性を持つようになります。
- 近接チェック
- MIFARE Classic のプロトコルは数秒のメッセージ遅延を許容していたため、リレー攻撃に対して脆弱でしたが、MIFARE Plus EV1 では基本的な「ISO 準拠」の距離制限プロトコルが実装されました。これにより、認証中に許容される往復遅延に厳しいタイミング制約が課せられ、コンピュータ ネットワーク経由で遠く離れたカードやリーダーにメッセージを転送することが難しくなります。
- 安全なエンドツーエンドチャネル
- Crypto1 アプリケーション セクター (SL1SL3 ミックス モード) に対しても AES で保護された無線更新を許可します。
- トランザクションMAC
- カードは、トランザクション中にローカル リーダーが使用するキーとは関係なく、リモート決済サービスによって検証できるトランザクション上の追加のメッセージ認証コードを生成できます。
MIFARE プラス EV2
MIFARE Plus EV2は2020年6月23日に市場に導入されました。[11] MIFARE Plus EV1と比較して、読み取り性能とトランザクション速度が向上しています。[12]
MIFARE Plus EV1 と比較した新機能は次のとおりです。
- トランザクションタイマー
- 中間者攻撃を軽減するために、NXP の MIFARE DESFire EV3 IC でも利用可能なトランザクション タイマー機能を使用すると、トランザクションごとに最大時間を設定できるため、攻撃者がトランザクションに干渉することが難しくなります。
MIFARE ウルトラライトファミリー
MIFARE ウルトラライト
MIFARE Ultralight には 512 ビット (つまり 64 バイト) のメモリしかなく、暗号化によるセキュリティはありません。メモリは 4 バイトの 16ページで提供されます。これらのチップをベースにしたカードは非常に安価なため、 2006 FIFA ワールドカップなどのイベントの使い捨てチケットによく使用されます。このカードは、ワンタイム プログラマブル (OTP) ビットやメモリ ページの書き換えを防ぐ書き込みロック機能などの基本的なセキュリティ機能のみを提供し、他の MIFARE 製品ベースのカードに適用される暗号化は含まれていません。
MIFARE ウルトラライト EV1
MIFARE Ultralight EV1 [13]は、2012年11月に、チケット発行スキームや追加のセキュリティオプションのための限定使用アプリケーション向けの次世代紙チケット発行スマートカードICを発表しました。[14]オリジナルのMIFARE Ultralightよりもいくつかの機能が強化されています。
- 384 ビットおよび 1024 ビットのユーザー メモリ製品バリエーション
- OTP、ロックビット、セキュリティ向上のための設定可能なカウンター
- リロードを停止するための3つの独立した24ビットのワンウェイカウンター
- 32ビットパスワードによるデータアクセスの保護
- NXPセミコンダクターズのオリジナル署名機能は、統合されたオリジナルチェッカーであり、チケットの偽造を防ぐのに役立つ効果的な複製保護です。ただし、この保護は「NXP製以外のチップの大量侵入にのみ適用され、既存の有効なチップのハードウェアコピーやエミュレーションを防ぐことはできません」[15]
MIFARE ウルトラライト C
2008 年の Cartes 業界見本市で発表された MIFARE Ultralight C IC は、NXP の低価格 MIFARE 製品 (使い捨てチケット) の一部です。Triple DES を採用した MIFARE Ultralight C は、広く採用されている標準を採用しているため、既存のインフラストラクチャに簡単に統合できます。統合された Triple DES 認証は、複製に対する効果的な対策となります。[引用が必要]
MIFARE Ultralight C の主な用途は、公共交通機関、イベントチケット、ロイヤルティ、NFC フォーラム タグ タイプ 2 です。
MIFARE ウルトラライト AES
2022年に導入されました。
MIFARE DESFireファミリー
MIFARE DESFire
MIFARE DESFire (MF3ICD40) は2002年に導入され、SmartMXと同様のコアをベースにしていますが、MIFARE Classicよりもハードウェアとソフトウェアのセキュリティ機能が充実しています。汎用MIFARE DESFireオペレーティングシステムがあらかじめプログラムされており、シンプルなディレクトリ構造とファイルが用意されています。4つのバリエーションが販売されています。1つはTriple-DESのみで4KiBのストレージ、もう1つはAES付きです(2、4、または8KiB。MIFARE DESFire EV1を参照)。AESバリアントには、CMACなどの追加のセキュリティ機能があります。MIFARE DESFireは、ISO/IEC 14443-4に準拠したプロトコルを使用します。[16]非接触型ICは、 3DES/AES暗号化アクセラレータを備えた8051プロセッサをベースにしており、非常に高速なトランザクションを可能にします。
カードとリーダー間の最大読み取り/書き込み距離は 10 センチメートル (3.9 インチ) ですが、実際の距離はリーダーによって生成される電界電力とアンテナ サイズによって異なります。
NXPは、2008年後半に後継のMIFARE DESFire EV1（MF3ICD41）を発表した後、2010年にMIFARE DESFire（MF3ICD40）の製造中止を発表しました。2011年10月、ルール大学ボーフム[17]の研究者は、MIFARE DESFire（MF3ICD40）のセキュリティを破ったと発表し、NXP [18]もこれを認めました（MIFARE DESFireのセキュリティを参照）。
MIFARE DESFire EV1
MIFARE DESFire非接触ICの最初の進化版で、幅広い下位互換性があります。2 KiB、4 KiB、8 KiBの不揮発性メモリが利用可能です。その他の機能は次のとおりです。[19]
- ランダムIDのサポート。
- 128ビットAESのサポート
- ハードウェアとオペレーティングシステムは、Common Criteria のEAL 4+レベル認定を受けています。
MIFARE DESFire EV1 は 2006 年 11 月に発表されました。[引用が必要]
MIFARE DESFire EV2
MIFARE DESFire非接触ICファミリーの第2の進化版で、幅広い下位互換性を備えています。[20] 新機能には以下のものがあります。
- MIスマートアプリは、秘密鍵を共有することなく、サードパーティの追加アプリケーション用のメモリスペースを提供または販売することを可能にします。
- 第三者によるトランザクションを認証するためのトランザクションMAC
- プライバシー保護のための仮想カードアーキテクチャ
- リレー攻撃に対する近接チェック
MIFARE DESFire EV2は、2016年3月にドイツのカールスルーエで開催されたIT-TRANSイベントで発表されました。
MIFARE DESFire EV3
MIFARE DESFire 非接触 IC ファミリーの最新進化版で、幅広い下位互換性を備えています。新しい機能は次のとおりです。
- ISO/IEC 14443 A 1–4およびISO/IEC 7816-4準拠
- ICハードウェアおよびソフトウェアのCommon Criteria EAL5+認定
- NFCフォーラムタグタイプ4準拠
- 標準のNDEF読み取り操作内での高度なデータ保護のためのSUNメッセージ認証
- オープンDES/2K3DES/3K3DES/AES暗号化アルゴリズムの選択
- 柔軟なファイル構造: メモリサイズがサポートする限り多くのアプリケーションをホストします
- カードで生成されたMACによる取引証明
- トランザクションタイマーは中間者攻撃のリスクを軽減します
MIFARE DESFire EV3は2020年6月2日に発表されました。[21]
MIFARE SAM AV2
MIFARE SAM は非接触型スマート カードではありません。端末が MIFARE 製品に安全にアクセスし、端末とホスト(バックエンド)間の安全な通信を可能にするために、暗号キーと暗号機能を安全に保管できるように設計されたセキュア アクセス モジュールです。MIFARE SAM は、ISO/IEC 7816 -2で定義されている接触型モジュール (PCM 1.1)と HVQFN32 形式で NXP から入手できます。[引用が必要]
MIFARE SAM AV2 を非接触型スマート カードリーダーに統合すると、高度な暗号化機能と、暗号化認証およびデータ暗号化/復号化のサポートを統合した設計が可能になります。[引用が必要] 他の SAM と同様に、キーを安全に保存し、非接触型カードと SAM 間、およびバックエンドに向かう SAM 間でデータの認証と暗号化を実行する機能を提供します。従来の SAM アーキテクチャに加えて、MIFARE SAM AV2 は X モードをサポートしており、SAM をマイクロコントローラとリーダー IC に同時に接続することで、非接触型端末を迅速かつ便利に開発できます。[引用が必要]
MIFARE SAM AV2 は AV1 モードと AV2 モードを提供し、SAM AV1 と比較すると AV2 バージョンには公開鍵インフラストラクチャ(PKI)、SHA-1、SHA-224、SHA-256などのハッシュ関数が含まれています。MIFARE Plus とセキュア ホスト通信をサポートしています。どちらのモードも同じ通信インターフェイス、暗号化アルゴリズム (Triple-DES 112 ビットおよび 168 ビット キー、Crypto1、AES-128 および AES-192 を使用する MIFARE 製品、最大 2048 ビット キーのRSA )、および X モード機能を提供します。 [要出典] MIFARE SAM AV3 は NXP のセキュア アクセス モジュールの第 3 世代であり、MIFARE IC だけでなく NXP の UCODE DNA、ICODE DNA、NTAG DNA IC もサポートしています。[22]
マイフェア2GO
MIFARE製品ベースのスマートカードをデジタル化し、NFC対応のスマートフォンやウェアラブルで利用できるようにするクラウドベースのプラットフォーム。これにより、モバイル交通チケット、モバイルアクセス、モバイルマイクロペイメントなどの新しいスマートシティのユースケースが可能になります。[23]
バイトレイアウト
歴史
- 1994年 - 1Kユーザーメモリを搭載したMIFARE Classic ICが導入されました。
- 1996年 - 1Kメモリを搭載したMIFARE Classicを使用したソウル初の交通機関。
- 1997年 -トリプルDES コプロセッサを搭載したMIFARE PROが発表されました。
- 1997年 - 384ビットのユーザーメモリを搭載したMIFARE LIGHTが導入されました。
- 1999年 - PKIコプロセッサを搭載したMIFARE PROXが導入されました。
- 2001年 – MIFARE Ultralight が導入されました。
- 2002年 -マイクロプロセッサベースの製品、MIFARE DESFire が導入されました。
- 2004 年 - MIFARE DESFire の安全なインフラストラクチャ版である MIFARE SAM が導入されました。
- 2006 年 - 128 ビット AES をサポートする最初の製品として MIFARE DESFire EV1 が発表されました。
- 2008 年 - 近距離無線通信 (NFC) エコシステムの主要企業で構成される MIFARE4Mobile 業界グループが設立されました。
- 2008 年 - 128 ビット AES に基づく MIFARE Classic の代替品として MIFARE Plus が発表されました。
- 2008 年 - トリプル DES 認証を搭載したスマート紙チケット IC として MIFARE Ultralight C が導入されました。
- 2010 年 - MIFARE SAM AV2 が、AES、Triple DES、PKI 認証リーダー用の安全なキー ストレージとして導入されました。
- 2012 – MIFARE Ultralight EV1 が導入されました。MIFARE Ultralight と下位互換性があり、セキュリティが強化されています。
- 2014 年 - MIFARE SDK が導入され、開発者は独自の NFC Android アプリケーションを作成および開発できるようになりました。
- 2014 年 - MIFARE Plus および MIFARE DESFire EV1 (EAL 50) をサポートする世界初の安全なスマート カード プラットフォームである NXP Smart MX2 がリリースされました。
- 2015 年 - NXP の実績と信頼性に優れた MIFARE Plus 製品ファミリーのエントリー レベル バージョンである MIFARE Plus SE が導入されました。
- 2016 年 - MIFARE Classic と下位互換性のあるセキュリティ レベルで、実績のある主流のスマート カード製品である MIFARE Plus EV1 が導入されました。
- 2016 – パフォーマンス、セキュリティ、プライバシー、マルチアプリケーションのサポートが向上した MIFARE DESFire EV2 が発表されました。
- 2016 – MIFARE SDK が TapLinx にブランド名変更され、サポートされる製品が追加されました。
- 2018 – MIFARE 2GO クラウド サービスが導入され、NFC 対応のモバイル デバイスやウェアラブル デバイスで MIFARE DESFire および MIFARE Plus (SL3) 製品ベースの認証情報を管理できるようになりました。
- 2020年 – MIFARE DESFire EV3が発表される[21]
- 2020 年 - MIFARE Plus EV2 が導入され、SL3 が追加され、MIFARE 2GO、EAL5+ 認証、および中間者攻撃を軽減するためのトランザクション タイマーがサポートされました。
- 2022年 – MIFARE Ultralight AESが導入されました。
MIFARE製品ポートフォリオは、もともとオーストリアのグラットコーンにあるミクロン社によって開発されました。ミクロン社は1995年にフィリップス社に買収されました。 [24]ミクロン社は、米国のアトメル社、オランダのフィリップス社、ドイツのシーメンス社からシリコンを調達しました。[要出典]
インフィニオンテクノロジーズ（当時はシーメンス）は1994年にミクロン社からMIFAREクラシックのライセンスを取得し[25]、MIFARE製品機能を備えたスタンドアロン設計と統合設計の両方を開発しました。インフィニオンは現在、1Kメモリ（SLE66R35）や、MIFARE実装を備えたさまざまなマイクロコントローラ（8ビット（SLE66シリーズ）、16ビット（SLE7xシリーズ）、32ビット（SLE97シリーズ）など、MIFAREクラシックをベースにしたさまざまな派生製品を生産しており、近距離無線通信を備えたUSIMで使用するデバイスも含まれています。[26]
モトローラはワイヤードロジック版向けにMIFARE製品のようなチップを開発しようとしたが、結局断念した。プロジェクトは当初月100万枚のカード生産を見込んでいたが、プロジェクト断念直前に月10万枚に落ち込んだ。[27]
1998年にフィリップスは日立にMIFARE Classicのライセンスを供与した[28]日立は、1999年に開始され2006年に完了したNTTのIC電話カード用の非接触型スマートカードソリューションの開発のためにMIFARE製品のライセンスを供与した。 [要出典] NTTの非接触型IC電話カードプロジェクトには、トーキン、タムラ、シーメンス、日立（フィリップス - 技術サポート契約）、デンソー（モトローラ - 製造のみ）の3社が参加した。[要出典] NTTは、小容量メモリと大容量メモリを備えたワイヤードロジックチップ（MIFARE Classicなど）の2つのバージョンのチップを求めた。日立は大容量メモリバージョンのみを開発し、小容量メモリバージョンに合わせてメモリの一部を削減した。
日立との契約は2008年にNXP（当時はフィリップス傘下ではなくなった）によってアップグレードされ、MIFARE PlusとMIFARE DESFireが日立ルネサステクノロジーの半導体部門に名称変更されて含まれるようになった。[29]
2010年にNXPはMIFARE製品のライセンスをジェムアルトに供与した。2011年にNXPはOberthurにSIMカード上でMIFARE製品を使用するライセンスを供与した。2012年にNXPはGiesecke & Devrientと契約を結び、セキュアSIM製品にMIFARE製品ベースのアプリケーションを統合した。これらのライセンシーは近距離無線通信製品を開発している[30] [31]
安全
MIFAREクラシック
MIFARE Classic ICが使用する暗号化には48ビットのキーが使用される。[32]
2007年12月に開催されたChaos Communication CongressでのHenryk PlötzとKarsten Nohl [33]によるプレゼンテーションでは、MIFARE Classicチップで使用されているアルゴリズムの部分的なリバースエンジニアリングについて説明しました。概要とスライド[34]はオンラインで入手できます。このチップのリバースエンジニアリングのプロセスを説明した論文は、2008年8月のUSENIXセキュリティカンファレンスで発表されました。 [35]
2008年3月、ナイメーヘン・ラドバウド大学のデジタルセキュリティ[36]研究グループは、完全なリバースエンジニアリングを実行し、MIFARE Classicチップを使用しているOV-Chipkaartの内容を複製および操作できることを公表しました。 [37]デモンストレーションには、125kHz / 13.56MHzの研究機器であるProxmark3デバイスを使用しました。 [38]回路図とソフトウェアは、2007年にJonathan Westhuesによって無料のGNU General Public Licenseの下でリリースされました。彼らは、libnfcライブラリと組み合わせて、通常の市販のNFCリーダーのみを使用して、カードのみの攻撃を実行することも可能であることを実証しました。
ラドバウド大学は、MIFARE Classic のセキュリティに関する 4 つの科学論文を発表しました。
- MIFARE Classicへの実践的な攻撃[39]
- MIFARE Classicの解体[40]
- MIFAREクラシックカードをワイヤレスでスリする[41]
- 強化されたMIFAREクラシックカードの暗号文のみの暗号解読[42]
これらの攻撃に応えて、オランダの内務・王国関係大臣は、オランダのRijkspasの導入を2008年第4四半期から前倒しできるかどうかを調査すると述べた。[43]
NXPは、仮差し止め命令を請求して2番目の論文の出版を阻止しようとした。しかし、仮差し止め命令は却下され、裁判所は「科学的研究の出版は民主主義社会において大きな影響力を持つと考えるべきであり、チップの深刻な問題について社会に知らせることはリスクを軽減することを可能にするため重要である」と述べた。[44] [45]
どちらの独立した研究結果も、製造元のNXPによって確認されています。[46]カードに対するこれらの攻撃は、カードのさらなる導入を止めることはなく、オランダのすべての公共交通機関で唯一受け入れられるカードとしてOVチップカードは導入され続けました。何も起こらなかったのですが[47] 、2011年10月にOVチップカードを担当するTLS社は、新しいバージョンのカードは詐欺に対してよりよく保護されるようになると発表しました。[48]
MIFARE Classicの暗号化Crypto-1は、2008年のラップトップで約200秒で破ることができます[49]。これは、約50ビットの既知の（または選択された）キーストリームが利用可能である場合です。この攻撃により、特定の（一般的な）状況下で盗聴されたトランザクションからキーが明らかになり、攻撃者がリーダーデバイスに挑戦することでキーを知ることができます。
[50]で提案された攻撃では、ラップトップ上で約40ミリ秒で秘密鍵を復元します。この攻撃では、正当なリーダーによる1回の（部分的な）認証試行のみが必要です。
さらに、カードに直接作用し、有効なリーダーデバイスの助けを借りずに機能する攻撃が多数あります。[51]これらの攻撃は NXP によって認識されています。[52] 2009 年 4 月、MIFARE Classic に対する新しい、より優れたカードのみの攻撃が発見されました。これは、Eurocrypt 2009 のランプセッションで初めて発表されました。[53] この攻撃は SECRYPT 2009 で発表されました。[54] この最新かつ最速の攻撃の完全な説明は、IACR プレプリント アーカイブでも参照できます。[55] この新しい攻撃は、MIFARE Classic に対するこれまでのすべてのカードのみの攻撃を 10 倍以上改善し、実行時間が即時で、コストのかかる事前計算を必要としません。この新しい攻撃では、カードへの約 300 回のクエリ内で、ワイヤレス インタラクションを介して MIFARE Classic カードの任意のセクターの秘密キーを復元できます。両方の攻撃を組み合わせ、 Proxmark3などの適切なハードウェア機器を使用すれば、10 秒以内に MIFARE Classic カードを複製できるはずです。これは、これまで考えられていたよりもはるかに速いです。
これらのカードのみの攻撃に対抗する試みとして、2011年頃にMIFARE Classic EV1などの新しい「強化」カードがリリースされました。[56]これらのバリアントは、それまでに公に知られていたすべてのカードのみの攻撃に対して耐性があり、オリジナルのMIFARE Classicとの下位互換性を維持しています。2015年には、このような強化バリアントから秘密鍵を復元できる新しいカードのみの攻撃が発見されました。[57] この攻撃の発見以来、NXPはMIFARE Classic製品ベースのシステムからよりセキュリティの高い製品に移行することを公式に推奨しています。[58]
MIFARE DESFire
2010年11月、ルール大学のセキュリティ研究者は、MIFARE製品ベースのカードに対するサイドチャネル攻撃の詳細を記した論文を発表しました。 [59]この論文では、MIFARE DESFire製品ベースのカードは、市販のハードウェアで約25ドルのコストで簡単にエミュレートできることが実証されています。著者らは、このサイドチャネル攻撃により、カードを約100ミリ秒で複製できると主張しました。さらに、論文の著者らは、オリジナルの複製デバイスのハードウェア回路図を含め、その後、対応するソフトウェア、ファームウェア、および改良されたハードウェア回路図をGitHubで公開しました。[60]
2011年10月、ドイツのボーフムにあるルール大学のデイビッド・オズワルドとクリストフ・パーは、約3,000ドルで作れる機器を使って、カードに対する「サイドチャネル」攻撃を成功させた方法を詳しく説明した。「MIFARE DESFire MF3ICD40の突破：現実世界での電力分析とテンプレート」[61]と題された論文で、彼らはシステムインテグレーターは提示された攻撃から生じる新たなセキュリティリスクを認識する必要があり、使用されている3DES暗号の数学的セキュリティにもはや頼ることはできないと述べた。したがって、支払いやアクセス制御ソリューションで使用されるスマートカードの操作や複製などを回避するには、適切な措置を講じる必要があります。一方では、バックエンドでの多層的な対策により、基盤となる RFID プラットフォームが安全でなくても脅威を最小限に抑えることができます」。NXP は声明[62]で、この攻撃を再現することは困難であり、2011 年末にこの製品を廃止する予定であると述べました。NXP はまた、「攻撃が成功した場合の影響は、個々のインフラストラクチャのエンドツーエンドのシステム セキュリティ設計と、NXP が推奨する多様化されたキーが使用されているかどうかによって異なります。この場合、盗難または紛失したカードは、オペレーターが詐欺を検出してカードをブラックリストに登録するだけで無効にできますが、この操作はオペレーターがこれらのメカニズムを実装していることを前提としています。これにより、商業目的での攻撃の再現がさらに困難になります」と述べています。
MIFARE ウルトラライト
2012年9月、セキュリティコンサルタント会社Intrepidus [63]は、アムステルダムで開催されたEU SecWestイベント[64]で、 「NFCで無料の乗車と宿泊を（携帯電話で）」と題した講演で、ニュージャージー州とサンフランシスコの交通機関で使用されているMIFARE Ultralight製品ベースの運賃カードがAndroidアプリケーションを使用して操作され、旅行者がカード残高をリセットして無料で旅行できることを実演しました。[65]これはチップへの直接攻撃ではなく、デバイス上の保護されていないレジスタの再ロードですが、ハッカーが値を置き換えてカードが有効であることを示すことができます。これは、レジスタのコピーをオンラインにして値を分析し、疑わしいカードをホットリストに追加することで克服できます。NXPは、2008年に3DES保護を備えたMIFARE Ultralight Cを導入し、2012年11月にそのような再ロード攻撃を阻止するために3つのデクリメントのみのカウンターを備えたMIFARE Ultralight EV1 [66]を導入したことを指摘して反論しました。
システム統合に関する考慮事項
非接触型スマートカードに基づくシステム（公共交通機関など）の場合、不正行為に対するセキュリティは多くのコンポーネントに依存しており、カードはそのうちの 1 つにすぎません。通常、コストを最小限に抑えるために、システム インテグレーターはMIFARE Classic などの比較的安価なカードを選択し、セキュリティの取り組みをバック オフィスに集中させます。その後、カードへの追加の暗号化、トランザクション カウンター、および暗号化で知られているその他の方法を使用して、複製されたカードを無効にしたり、少なくともバック オフィスが不正なカードを検出してブラックリストに追加できるようにします。オンライン リーダーのみで動作するシステム（つまり、バック オフィスに永続的にリンクされているリーダー）は、オフライン リーダーも備えたシステムよりも保護が容易です。オフライン リーダーも備えたシステムでは、リアルタイム チェックが不可能であり、ブラックリストを頻繁に更新することはできません。
認証
詐欺防止と互換性保証のもう1つの側面は、1998年に施行された認証を取得することです。この認証は、複数の認証済みMIFARE製品ベースのカードと複数のリーダーとの互換性を保証します。この認証では、ワイヤレスインターフェースの非接触通信と、MIFARE製品ベースのカードのすべてのコマンドの適切な実装に重点が置かれました。認証プロセスは、オーストリアのArsenal Researchという研究所によって開発され、実行されました。今日では、Arsenal Testhouse、UL、LSI-TECなどの独立したテストハウスが認証テストを実行し、オンラインデータベースで認証済み製品を提供しています。[67]
MIFARE製品を使用する場所
交通機関
アプリケーションリファレンス
機関
- ノースウェスト大学、南アフリカ – 学生/職員ID、アクセス制御、図書館、学生食事、スポーツアプリケーション、支払い[128]
- ケンブリッジ大学[129] – 学生/職員IDとアクセスカード、図書館カード、一部の大学の食堂の支払い[130]
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参照
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さらに読む
- Dayal, Geeta、「ハッキング方法: MiFare RFID クラックの説明; チップ侵害の背後にある研究の概観」、Computerworld、2008 年 3 月 19 日。
外部リンク
- 公式サイト
- 比較表 MIFARE DESFire EV1 / EV2 / EV3
- 電子政府におけるNXP
- 24C3 の MIFARE Classic に関する講演 24C3 の講演のビデオでは、MIFARE Classic ファミリーのリバース エンジニアリングの結果が紹介され、深刻なセキュリティ上の懸念が浮上しています。
- ベルリンで開催された第24回カオスコンピュータ会議のプレゼンテーションで、MIFAREクラシックチップは安全ではない可能性があると主張
- ナイメーヘン・ラドバウド大学による MIFARE Classic (建物アクセス制御システム) への実際の攻撃のデモンストレーション。https ://www.mersinliakaryakit.com/