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Mifare S50与S70的存取控制

2020-05-25 11:50:59 潘春伟 34

    存取控制指符合什么条件才能对卡片进行操作。

    S50S70的块分为数据块和控制块,对数据块的操作有“读”、“写”、“加值”、“减值(含传输和存储)”四种,对控制块的操作只有“读”和“写”两种。

    S50S70的每个扇区有两组密码KeyA和KeyB,所谓的“条件”就是针对这两组密码而言,包括“验证密码A可以操作(KeyA)”、“验证密码B可以操作(KeyB)”、“验证密码A或密码B都可以操作(KeyA|B)”、“验证哪个密码都不可以操作(Never)”四种条件。

    这些“条件”和“操作”的组合被分成8种情况,正好可以用3位二进制数(C1、C2、C3)来表示。

    数据块(每个扇区除区尾块之外的块)的存取控制如下表所示:

 

  控制位

         访 问 条 件 (验证哪个密码)

C1

C2

C3

 

 

加值

减值(含传输和存储)

0

0

0

KeyA|B

KeyA|B

KeyA|B

KeyA|B

0

1

0

KeyA|B

Never

Never

Never

1

0

0

KeyA|B

KeyB

Never

Never

1

1

0

KeyA|B

KeyB

KeyB

KeyA|B

0

0

1

KeyA|B

Never

Never

KeyA|B

0

1

1

KeyB

KeyB

Never

Never

1

0

1

KeyB

Never

Never

Never

1

1

1

Never

Never

Never

Never

    从表中可以看出,

    C1C2C3=000(出厂默认值)时最宽松,验证密码A或密码B后可以进行任何操作;

    C1C2C3=111无论验证哪个密码都不能进行任何操作,相当于把对应的块冻结了;

    C1C2C3=010和C1C2C3=101都是只读,如果对应的数据块写入的是一些可以给人看但不能改的基本信息,可以设为这两种模式;

    C1C2C3=001时只能读和减值,电子钱包一般设为这种模式,比如用S50做的公交电子车票,用户只能查询或扣钱,不能加钱,充值的时候先改变控制位使卡片可以充值,充完值再改回来。

 

    控制块(每个扇区的区尾块)的存取控制如下表所示:

 

控制位

密码A

存取控制

密码B

C1

C2

C3

0

0

0

Never

KeyA

KeyA

Never

KeyA

KeyA

0

1

0

Never

Never

KeyA

Never

KeyA

Never

1

0

0

Never

KeyB

KeyA|B

Never

Never

KeyB

1

1

0

Never

Never

KeyA|B

Never

Never

Never

0

0

1

Never

KeyA

KeyA

KeyA

KeyA

KeyA

0

1

1

Never

KeyB

KeyA|B

KeyB

Never

KeyB

1

0

1

Never

Never

KeyA|B

KeyB

Never

Never

1

1

1

Never

Never

KeyA|B

Never

Never

Never

    从表中可以看出,

    密码A是永远也读不出来的,如果用户的数据块指定了验证密码A却忘了密码A,也就意味着这个数据块作废了,但本扇区其他数据块和其他扇区的数据块不受影响;

    存取控制总是可以读出来的,只要别忘了密码A或密码B;

    存取控制的写控制在设置时一定要小心,一旦弄成了“Never”,则整个扇区的存取条件再也无法改变,后悔都找不到地方,只能仰天长叹了;

    C1C2C3=001(出厂默认值)时最宽松,除了密码A不能读之外,验证了密码A其他读写操作都可以进行;

    还有一个有意思的现象是当C1C2C3=000、C1C2C3=010和C1C2C3=001时,所有的操作都不使用密码B,这时候密码B占据的6个字节可以提供给用户作为普通数据存储用,相当于每个扇区增加了6字节的用户可用存储容量。

    由于卡片出厂的默认值C1C2C3=001,所以对于新买来的卡片,不要使用密码B进行认证,否则会导致区尾块和数据块都无法进行任何操作。我测试过不同厂家的新卡片,有的验证密码B后确实扇区内的所有块都无法操作,但有的卡片不能操作区尾块,却可以操作数据块,本文以NXP的原装卡为准。当然用户可以放心,新卡不让你验证密码B而你却验证了,不会对卡照成什么伤害,改回用密码A验证,卡片还是可以正常使用的。

    S50的每个扇区有4个块,这四个块的存取控制是相互独立的,每个块需要3个bit,四个块共使用12个bit。在保存的时候,为了防止控制位出错,同时保存了这12个bit的反码,这样一个区的存储控制位在保存时共占用24bit的空间,正好是3个字节。我们前面说存取控制字有四个字节(区尾块的Byte6~Byte9),实际上只使用的Byte6、Byte7和Byte8,Byte9没有用,用户可以把Byte9作为普通存储空间使用。各块控制位存储格式如下:

 



块3(区尾块)

块2

块1

块0

Byte6

b3  b2  b1  b0

块3-C1-反

块2-C1-反

块1- C1-反

块0-C1-反

b7  b6  b5  b4

块3-C2-反

块2-C2-反

块1- C2-反

块0-C2-反

Byte7

b3  b2  b1  b0

块3-C3-反

块2-C3-反

块1- C3-反

块0-C3-反

b7  b6  b5  b4

块3-C1

块2-C1

块1- C1

块0-C1

Byte8

b3  b2  b1  b0

块3-C2

块2-C2

块1- C2

块0-C2

b7  b6  b5  b4

块3-C3

块2-C3

块1- C3

块0-C3

    由于出厂时数据块控制位的默认值是C1C2C3=000,控制块的默认值是C1C2C3=001,而Byte9一般是69H,所以出厂白卡的控制字通常是FF078069H.

    S70的前32个数据块结构和S50完全一致。后8个数据块每块有15个普通数据块和一个控制块。显然如果每个数据块块单独控制将需要8字节的控制字,控制块中放不下这么多控制字。解决的办法是这15个数据块分为三组,块0~4为第一组,块5~9为第二组,块10~15为第三组,每组共享三个控制位,也就是说每组控制位C1C2C3控制5个数据块的存取权限,从而与前32个扇区兼容。


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