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射頻識別技術漫談(14)——Mifare S50與S70的存取控制

闐笑 ? 來源:魏道志 ? 作者:魏道志 ? 2023-10-13 11:12 ? 次閱讀

存取控制指符合什么條件才能對卡片進行操作。

S50和S70的塊分為數據塊和控制塊,對數據塊的操作有“讀”、“寫”、“加值”、“減值(含傳輸和存儲)”四種,對控制塊的操作只有“讀”和“寫”兩種。
S50和S70的每個扇區有兩組密碼KeyA和KeyB,所謂的“條件”就是針對這兩組密碼而言,包括“驗證密碼A可以操作(KeyA)”、“驗證密碼B可以操作(KeyB)”、“驗證密碼A或密碼B都可以操作(KeyA|B)”、“驗證哪個密碼都不可以操作(Never)”四種條件。
這些“條件”和“操作”的組合被分成8種情況,正好可以用3位二進制數(C1、C2、C3)來表示。
數據塊(每個扇區除區尾塊之外的塊)的存取控制如下表所示:

wKgZomUotUGAE-bsAABJcLedUIs291.png

從表中可以看出,
C1C2C3=000(出廠默認值)時最寬松,驗證密碼A或密碼B后可以進行任何操作;
C1C2C3=111無論驗證哪個密碼都不能進行任何操作,相當于把對應的塊凍結了;
C1C2C3=010和C1C2C3=101都是只讀,如果對應的數據塊寫入的是一些可以給人看但不能改的基本信息,可以設為這兩種模式; C1C2C3=001時只能讀和減值,電子錢包一般設為這種模式,比如用S50做的公交電子車票,用戶只能查詢或扣錢,不能加錢,充值的時候先改變控制位使卡片可以充值,充完值再改回來。

控制塊(每個扇區的區尾塊)的存取控制如下表所示:

wKgZomUotVuAayMnAABNBjk790E728.png

從表中可以看出,
密碼A是永遠也讀不出來的,如果用戶的數據塊指定了驗證密碼A卻忘了密碼A,也就意味著這個數據塊作廢了,但本扇區其他數據塊和其他扇區的數據塊不受影響;
存取控制總是可以讀出來的,只要別忘了密碼A或密碼B;
存取控制的寫控制在設置時一定要小心,一旦弄成了“Never”,則整個扇區的存取條件再也無法改變,后悔都找不到地方,只能仰天長嘆了;
C1C2C3=001(出廠默認值)時最寬松,除了密碼A不能讀之外,驗證了密碼A其他讀寫操作都可以進行;
還有一個有意思的現象是當C1C2C3=000、C1C2C3=010和C1C2C3=001時,所有的操作都不使用密碼B,這時候密碼B占據的6個字節可以提供給用戶作為普通數據存儲用,相當于每個扇區增加了6字節的用戶可用存儲容量。
由于卡片出廠的默認值C1C2C3=001,所以對于新買來的卡片,不要使用密碼B進行認證,否則會導致區尾塊和數據塊都無法進行任何操作。我測試過不同廠家的新卡片,有的驗證密碼B后確實扇區內的所有塊都無法操作,但有的卡片不能操作區尾塊,卻可以操作數據塊,本文以NXP的原裝卡為準。當然用戶可以放心,新卡不讓你驗證密碼B而你卻驗證了,不會對卡照成什么傷害,改回用密碼A驗證,卡片還是可以正常使用的。
S50的每個扇區有4個塊,這四個塊的存取控制是相互獨立的,每個塊需要3個bit,四個塊共使用12個bit。在保存的時候,為了防止控制位出錯,同時保存了這12個bit的反碼,這樣一個區的存儲控制位在保存時共占用24bit的空間,正好是3個字節。我們前面說存取控制字有四個字節(區尾塊的Byte6~Byte9),實際上只使用的Byte6、Byte7和Byte8,Byte9沒有用,用戶可以把Byte9作為普通存儲空間使用。各塊控制位存儲格式如下:

wKgZomUotXGAGPMEAABGG9I3-pI924.png

wKgZomUotYOAWJ7fAAAhbLNIQXg251.png

由于出廠時數據塊控制位的默認值是C1C2C3=000,控制塊的默認值是C1C2C3=001,而Byte9一般是69H,所以出廠白卡的控制字通常是FF078069H.

S70的前32個數據塊結構和S50完全一致。后8個數據塊每塊有15個普通數據塊和一個控制塊。顯然如果每個數據塊塊單獨控制將需要8字節的控制字,控制塊中放不下這么多控制字。解決的辦法是這15個數據塊分為三組,塊0~4為第一組,塊5~9為第二組,塊10~15為第三組,每組共享三個控制位,也就是說每組控制位C1C2C3控制5個數據塊的存取權限,從而與前32個扇區兼容。

審核編輯 黃宇

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