使用密码保护读取/写入NFC标签

Question

我需要将文本数据写入/读取到NFC标签。 我希望读/写的方式应该如下：

1. 第一次写我应该能够设置密码。
2. 下次当有人试图读或写时，如果他有密码，那么他应该能够进行读/写操作。
3. 没有我在步骤1设置的密码，任何其他应用程序都无法修改我的标签。

我还有另一种方法是将加密数据写入标签一次，写完就使标签只读。 我能做到这一点。 但现在我意识到使标签只读是不那么有效。

我在互联网上搜索了很多，但还没找到任何可靠的文章或指南。 因此，如果有人对NFC标签进行了密码保护，请指导我。

Answer 1

NFC标签（实际上是实现五个NFC论坛标签操作规范之一的NFC论坛标签）是一个简单的数据存储器，没有任何安全机制（除了将内存锁定为只读）。 这些标签旨在以NDEF格式存储可自由读取的数据。 没有针对标签内容的读取（或将标签内容复制到其他标签）的认证或保护机制标准化。

但是，一些现有的标签产品实现了超出NFC论坛规定的额外安全功能。

最简单的机制是短“密码”（通常是32位值）。 对于身份验证，此密码以明文形式传输到标记，标记会确认/拒绝身份验证。 （请注意，通过NFC以明文形式传输意味着任何嗅探通信的人都能够获取密码。）支持此类密码保护的某些标签可以使用身份验证在无访问权限，只读访问权限和非访问权限之间切换已定义的内存区域。读/写访问权限。

• 实现此类密码验证的产品例如是Infineon SLE66R01P，NXP MIFARE Ultralight EV1和NXP NTAG21x。

更复杂的方法是使用共享密钥的相互质询 - 响应认证。 与简单的明文密码相比，这意味着被动窃听者无法发现共享密钥。 与密码一样，认证状态可用于在大多数现有标签产品的无访问，只读访问和读/写访问之间切换定义的存储区域。 但是，并非所有这些都加密地将内存访问和身份验证pahse绑定在一起。

• 实现三次通过相互认证的产品是例如NXP MIFARE Classic *，NXP MIFARE Ultralight C，NXP MIFARE DESFire（EV1），Sony FeliCa卡。

  ^{*）请注意，自2008年以来，已知MIFARE Classic的专有身份验证和加密协议已被破解。此外，MIFARE Classic仅在具有恩智浦NFC芯片组的Android设备上受支持。}

在Android上实现任何身份验证时，您应该了解以下内容：

1. 如果您仍希望通过NDEF消息（在intent过滤器中声明的自定义记录或Android应用程序记录）自动启动应用程序，则需要具有可自由读取的内存，其中包含该NDEF消息。 由于密码保护/身份验证不是NFC论坛规范的一部分，因此Android本身无法对代码进行身份验证（Android无论如何都没有正确的密钥/密码）。 因此，NDEF存储区（对于具有扁平线性可寻址存储器的标签，这通常是标签存储器的前N个块）必须是可读的而无需认证。

2. 即使您不在应用程序清单中使用NFC意图过滤器并且仅使用前台调度系统（或读取器模式API），您仍可能希望使用NDEF来发现/过滤您的标记。

3. 您不能使用NDEF抽象层（即Ndef / NdefFormatable类）来访问受保护的内存区域。 相反，您需要使用其中一个标记技术类（ NfcA ，...， IsoDep ）来交换特定于标记平台的低级命令。 也不要尝试在NfcA标记类之间混合（例如，使用NfcA发送认证命令，然后使用Ndef读取数据）。 虽然这适用于某些设备，但它在大多数设备上都无法工作，因为它们在这些通信对象之间进行切换时会重置与标签的通信。

4. 在一些可能干扰认证的Android设备（主要在Android 5之前）上存在标签存在检查机制的已知问题（即，存在检查可以在认证命令之间发送命令，导致认证失败）。 使用reader-mode API可以克服此问题。

5. 最后，请注意，如果您将密码/身份验证密钥存储在应用程序中，攻击者可以轻松地对您的应用进行逆向工程以获取密钥。

Answer 2

某些标签（如MIFARE DESFire）本身支持您描述的密码/加密。 在更常见的标签类型（Topaz / MIFARE Ultralight等）上重新创建此功能本身是不可能的，因为NFC标签没有内置的保护来复制其数据（按设计）。 您可能会在编码之前对数据进行加密，但这需要解码数据的工具对加密方法有所了解（例如，可能是独立的应用程序，与Android操作系统分开）。 如你所说，更便宜的标签只能永久读取。

换句话说， 大多数 NFC标签不支持您要实现的功能，但存在支持大量数据和工具（如基于密码的加密）的标签（价格相当昂贵）。

由于MIFARE DESFIRE遵循ISO 14443-4并假设您使用的是Android，因此您可以使用IsoDep方法。 有关如何读/写密码等的更多信息，请参阅此相关文章： Android NFC API如何支持Mifare Desfire？

Answer 3

我目前正致力于基于NFC的预付费充值计量项目。 我会直接回答你到目前为止所问的问题。 密码保护功能适用于许多NFC标签，如Mifare经典系列，Ultralight系列，NTag21x系列。

您的问题的答案：

1. 如何设置密码？
   请参阅相应数据表的数据表，然后研究内存组织。 之后找到要写入密码的页面或地址。 假设对于mifare经典卡，扇区尾部块是密码密钥块。 所以只需将密码写入该块即可。 保持正确的逻辑以写入密码，否则卡可能会阻止。
2. 无论您写的密码是什么，都无法读取。 因此，知道该密钥的人仅被授权访问该标签。
3. 您可以使用NFC访问条件将整个标记内存配置为读写。

您需要做的就是参考数据表。