NFC unter Android - Revision history

Rotherjo: /* Kartenemulation unter Android */

2012-10-09T16:38:19Z

Kartenemulation unter Android

← Older revision		Revision as of 16:38, 9 October 2012
Line 99:		Line 99:

	Der Quelltext unserer Guthaben-App befindet sich als Git-Repository namens ''android.nfc'' auf dem SAR-Github ''gitsar'' und steht frei zur Verfügung.		Der Quelltext unserer Guthaben-App befindet sich als Git-Repository namens ''android.nfc'' auf dem SAR-Github ''gitsar'' und steht frei zur Verfügung.






	== Kartenemulation unter Android ==		== Kartenemulation unter Android ==

Rotherjo: /* Umsetzung unter Android */

2012-10-09T16:37:50Z

Umsetzung unter Android

← Older revision		Revision as of 16:37, 9 October 2012
Line 99:		Line 99:

	Der Quelltext unserer Guthaben-App befindet sich als Git-Repository namens ''android.nfc'' auf dem SAR-Github ''gitsar'' und steht frei zur Verfügung.		Der Quelltext unserer Guthaben-App befindet sich als Git-Repository namens ''android.nfc'' auf dem SAR-Github ''gitsar'' und steht frei zur Verfügung.

	Die fertige App steht <strike>hier</strike> zum Download.




	== Kartenemulation unter Android ==		== Kartenemulation unter Android ==

Rotherjo: Bilder der App eingefügt

2012-10-09T15:22:32Z

Bilder der App eingefügt

← Older revision		Revision as of 15:22, 9 October 2012
Line 77:		Line 77:

	==== Umsetzung unter Android ====		==== Umsetzung unter Android ====
			[[Image:MensaAppScanCard.jpg\|left\|thumb\|100px\|App bereit zum scannen einer Karte]]

	Nachdem man den Schlüssel, mit dem auf allen Mensakarten die kritischen Sektoren verschlüsselt sind, über ''mfoc'' ermittelt hat, braucht man diese Information nur noch mit Hilfe des Android NFC API in die Form einer Android App zu bringen. Wir haben dafür erste Schritte unter Android mit dem Android Emulator unternommen, welcher Teil des Android Eclipse Plugins ist.		Nachdem man den Schlüssel, mit dem auf allen Mensakarten die kritischen Sektoren verschlüsselt sind, über ''mfoc'' ermittelt hat, braucht man diese Information nur noch mit Hilfe des Android NFC API in die Form einer Android App zu bringen. Wir haben dafür erste Schritte unter Android mit dem Android Emulator unternommen, welcher Teil des Android Eclipse Plugins ist.

Line 88:		Line 90:

	Da der Android Emulator des Eclipse Plugins aber leider keinen Zugriff auf USB Geräte bietet, kommt man ab hier mit einem USB Kartenleser nicht mehr weiter, sondern benötigt ein NFC fähiges Android Smartphone oder Tablet. Wir hatten im Rahmen des Workshops die Möglichkeit mit einem Google/Asus Nexus 7 Tablet und einem Google/Samsung Nexus S arbeiten zu können, welche beide über einen eingebauten NFC Chip verfügen. Somit konnte man direkt in Eclipse die erstellte App starten, welche dann nicht über den Emulator sondern direkt auf dem über USB angeschlossenen Android Gerät ausgeführt wurde.		Da der Android Emulator des Eclipse Plugins aber leider keinen Zugriff auf USB Geräte bietet, kommt man ab hier mit einem USB Kartenleser nicht mehr weiter, sondern benötigt ein NFC fähiges Android Smartphone oder Tablet. Wir hatten im Rahmen des Workshops die Möglichkeit mit einem Google/Asus Nexus 7 Tablet und einem Google/Samsung Nexus S arbeiten zu können, welche beide über einen eingebauten NFC Chip verfügen. Somit konnte man direkt in Eclipse die erstellte App starten, welche dann nicht über den Emulator sondern direkt auf dem über USB angeschlossenen Android Gerät ausgeführt wurde.
			[[Image:MensaApp3,13.jpg\|left\|thumb\|100px\|Karte mit 3,13€ Guthaben]]

	Links:		Links:
	* [http://en.wikipedia.org/wiki/Nexus_7 Nexus 7 Tablet]		* [http://en.wikipedia.org/wiki/Nexus_7 Nexus 7 Tablet]
Line 99:		Line 101:

	Die fertige App steht <strike>hier</strike> zum Download.		Die fertige App steht <strike>hier</strike> zum Download.




	== Kartenemulation unter Android ==		== Kartenemulation unter Android ==

Rotherjo: hex -> dez bei Anz Aufladungen

2012-10-09T14:37:13Z

hex -> dez bei Anz Aufladungen

← Older revision		Revision as of 14:37, 9 October 2012
Line 74:		Line 74:
	( 1 -> ) 1 x 255 + ( 39 -> ) 57 + ( 1 -> ) 1 = 313 (Cent)		( 1 -> ) 1 x 255 + ( 39 -> ) 57 + ( 1 -> ) 1 = 313 (Cent)

	Demzufolge befindet sich auf dieser Karte ein Guthaben von 3,13 € und sie wurde 53 mal aufgeladen, wie in Block 12 zu sehen ist. Da der Key für alle Mensakarten des Studentenwerken gleich ist wurde er an dieser Stelle entfernt.		Demzufolge befindet sich auf dieser Karte ein Guthaben von 3,13 € und sie wurde ( 53 -> ) 83 mal aufgeladen, wie in Block 12 zu sehen ist. Da der Key für alle Mensakarten des Studentenwerken gleich ist wurde er an dieser Stelle entfernt.

	==== Umsetzung unter Android ====		==== Umsetzung unter Android ====

Rotherjo: /* Dump */

2012-10-09T14:31:54Z

Dump

← Older revision		Revision as of 14:31, 9 October 2012
Line 72:		Line 72:

	erstes Byte x 255 + zweites Byte + erstes Byte		erstes Byte x 255 + zweites Byte + erstes Byte
	( 1 -> ) 1 x 255 + ( 39 -> ) 57 + ( 1 -> ) 1 = ~~3,13~~		( 1 -> ) 1 x 255 + ( 39 -> ) 57 + ( 1 -> ) 1 = 313 (Cent)

	Demzufolge befindet sich auf dieser Karte ein Guthaben von 3,13 € und sie wurde 53 mal aufgeladen, wie in Block 12 zu sehen ist. Da der Key für alle Mensakarten des Studentenwerken gleich ist wurde er an dieser Stelle entfernt.		Demzufolge befindet sich auf dieser Karte ein Guthaben von 3,13 € und sie wurde 53 mal aufgeladen, wie in Block 12 zu sehen ist. Da der Key für alle Mensakarten des Studentenwerken gleich ist wurde er an dieser Stelle entfernt.

Rotherjo: Prüfbyte hinzugefügt

2012-10-09T14:29:39Z

Prüfbyte hinzugefügt

← Older revision		Revision as of 14:29, 9 October 2012
Line 62:		Line 62:
	Block 19, type A, key XXXXXXXXXXXX :00 00 00 00 00 00 78 77 88 00 00 00 00 00 00 00		Block 19, type A, key XXXXXXXXXXXX :00 00 00 00 00 00 78 77 88 00 00 00 00 00 00 00
	...		...
	Block 13, type A, key XXXXXXXXXXXX :00 00 00 21 21 00 00 '''01 39''' 38 00 00 00 00 21 21 '''Guthaben'''		Block 13, type A, key XXXXXXXXXXXX :00 00 00 21 21 00 00 '''01 39 38''' 00 00 00 00 21 21 '''Guthaben und Prüfbyte'''
	Block 12, type A, key XXXXXXXXXXXX :00 00 '''01 39''' 38 00 00 00 21 21 00 '''53 53''' 00 00 01 '''Guthaben und Anzahl der Aufladungen'''		Block 12, type A, key XXXXXXXXXXXX :00 00 '''01 39 38''' 00 00 00 21 21 00 '''53 53''' 00 00 01 '''Guthaben, Prüfbyte und Anzahl der Aufladungen'''
	...		...
	Block 02, type A, key ffffffffffff :00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00		Block 02, type A, key ffffffffffff :00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Line 74:		Line 74:
	( 1 -> ) 1 x 255 + ( 39 -> ) 57 + ( 1 -> ) 1 = 3,13		( 1 -> ) 1 x 255 + ( 39 -> ) 57 + ( 1 -> ) 1 = 3,13

	Demzufolge befindet sich auf dieser Karte ein Guthaben von 3,13 € und sie wurde 53 mal aufgeladen, wie in Block 12 zu sehen ist. Da der Key für alle Mensakarten des Studentenwerken gleich ist wurde er an dieser Stelle entfernt.		Demzufolge befindet sich auf dieser Karte ein Guthaben von 3,13 € und sie wurde 53 mal aufgeladen, wie in Block 12 zu sehen ist. Da der Key für alle Mensakarten des Studentenwerken gleich ist wurde er an dieser Stelle entfernt.

	==== Umsetzung unter Android ====		==== Umsetzung unter Android ====

Rotherjo: /* Guthaben-App */

2012-10-09T14:22:21Z

Guthaben-App

← Older revision		Revision as of 14:22, 9 October 2012
Line 7:		Line 7:
	Diese Karten stellen einen 1024 Byte großen Speicher dar, welcher in Sektoren unterteilt ist. Dabei sind die Sektoren, in denen wichtige Informationen wie z.B. das Guthaben gespeichert sind, mit einem Schlüssel versehen. Nur wenn ein Lesegerät diesen spezifischen Schlüssel kennt, kann es diese Sektoren auslesen.		Diese Karten stellen einen 1024 Byte großen Speicher dar, welcher in Sektoren unterteilt ist. Dabei sind die Sektoren, in denen wichtige Informationen wie z.B. das Guthaben gespeichert sind, mit einem Schlüssel versehen. Nur wenn ein Lesegerät diesen spezifischen Schlüssel kennt, kann es diese Sektoren auslesen.

	Die kartenspezifische UID steht in Block 0 in den ersten 4 Bytes, bleibt ~~immer~~ gleich und kann ohne speziellen Schlüssel ~~ausgelesen~~ werden.		Die kartenspezifische UID steht in Block 0 in den ersten 4 Bytes, bleibt bei jedem Auslesen gleich und kann ohne speziellen Schlüssel eingesehen werden.
	Die Blöcke 4-19 sind verschlüsselt und enthalten unter anderem das Guthaben, Anzahl der Aufladungen und Prüfbits. Nach vielen ungenutzen Blöcken folgen die letzten beiden Sektoren in verschlüsselter Form.		Die Blöcke 4-19 sind verschlüsselt und enthalten unter anderem das Guthaben, Anzahl der Aufladungen und Prüfbits. Nach vielen ungenutzen Blöcken folgen die letzten beiden Sektoren in verschlüsselter Form.
	Da für das Auslesen und Berechnen des Guthabens nur Block 12 interessant ist (das Guthaben ist nochmal in Block 13 gespeichert), haben wir uns die anderen Bytes nicht näher angesehen.		Da für das Auslesen und Berechnen des Guthabens nur Block 12 interessant ist (das Guthaben ist nochmal in Block 13 gespeichert), haben wir uns die anderen Bytes nicht näher angesehen.

Rotherjo: Dump eingefügt

2012-10-09T14:17:31Z

Dump eingefügt

@@ Line 9: / Line 9: @@
 Die kartenspezifische UID steht in Block 0 in den ersten 4 Bytes, bleibt immer gleich und kann ohne speziellen Schlüssel ausgelesen werden.
 Die Blöcke 4-19 sind verschlüsselt und enthalten unter anderem das Guthaben, Anzahl der Aufladungen und Prüfbits. Nach vielen ungenutzen Blöcken folgen die letzten beiden Sektoren in verschlüsselter Form.
-Da für das Auslesen und Berechnen des Guthabens nur Block 12 interessant ist, haben wir uns die anderen Bytes nicht näher angesehen.
+Da für das Auslesen und Berechnen des Guthabens nur Block 12 interessant ist (das Guthaben ist nochmal in Block 13 gespeichert), haben wir uns die anderen Bytes nicht näher angesehen.
 ==== libnfc & nfc-tools ====
@@ Line 39: / Line 39: @@
 Dem Dumpfile kann man nun den Schlüssel der kritischen Sektoren und den kompletten Speicherinhalt der (Mensa)Karte in Hexadezimaldarstellung entnehmen.
 Dabei stellte sich heraus, dass für alle Mensakarten ein und der selbe Schlüssel für die kritischen Sektoren verwendet wurde, sodass ein einmaliges Knacken einer beliebigen Mensakarte ausreicht, um dann mit dem erlangten Schlüssel weiterarbeiten zu können.
-Desweiteren konnte man an Hand mehrer Dumps mit unterschiedlichen Guthaben erkennen, in welchen Bytes der Karte das Guthaben kodiert ist und konnte dieses somit mit einem kleinen selbst gebauten Skript leicht automatisiert ablesen.
+Des Weiteren konnte man an Hand mehrer Dumps mit unterschiedlichen Guthaben erkennen, in welchen Bytes der Karte das Guthaben kodiert ist und konnte dieses somit mit einem kleinen selbst gebauten Skript leicht automatisiert ablesen.
 ==== Umsetzung unter Android ====

Rotherjo: /* Kartenemulation */

2012-10-05T09:10:47Z

Kartenemulation

← Older revision		Revision as of 09:10, 5 October 2012
Line 140:		Line 140:

	==== Kartenemulation ====		==== Kartenemulation ====
	Zur Kartenemulation kann man abschließend sagen, dass wir es in der Kürze der Zeit nicht geschafft haben eine funktionierende Kartenemulation unter Android umzusetzen. Allerdings ~~konnte~~ wir zeigen, dass die technischen Möglichkeiten definitiv vorhanden sind und das [[#Problemstellung\|Secure Element]], welches eigentlich dafür sorgen soll, dass nur spezielle Apps von ausgewählten Firmen in der Lage sind eine Kartenemulation durchzuführen, nicht den Schutz bietet, den es eigentlich bieten soll.		Zur Kartenemulation kann man abschließend sagen, dass wir es in der Kürze der Zeit nicht geschafft haben eine funktionierende Kartenemulation unter Android umzusetzen. Allerdings konnten wir zeigen, dass die technischen Möglichkeiten definitiv vorhanden sind und das [[#Problemstellung\|Secure Element]], welches eigentlich dafür sorgen soll, dass nur spezielle Apps von ausgewählten Firmen in der Lage sind eine Kartenemulation durchzuführen, nicht den Schutz bietet, den es eigentlich bieten soll.

	Allerdings gibt es keine fertigen Werkzeuge, die es erlauben, eine beliebige Kartenemulation ganz simpel und einfach durchzuführen. Es sind bisher tiefgehende Kenntnisse des Android Betriebssystems und der internen Funktionsweise des NFC Chips von Nöten, um überhaupt kleine Fortschritte in dieser Hinsicht zu machen und da es sich bei der einzigen vielversprechenden App nicht um eine OpenSource Variante handelt, ist es weiterhin nur unter erhöhtem Zeitaufwand möglich, eine Kartenemulation zu realisieren.		Allerdings gibt es keine fertigen Werkzeuge, die es erlauben, eine beliebige Kartenemulation ganz simpel und einfach durchzuführen. Es sind bisher tiefgehende Kenntnisse des Android Betriebssystems und der internen Funktionsweise des NFC Chips von Nöten, um überhaupt kleine Fortschritte in dieser Hinsicht zu machen und da es sich bei der einzigen vielversprechenden App nicht um eine OpenSource Variante handelt, ist es weiterhin nur unter erhöhtem Zeitaufwand möglich, eine Kartenemulation zu realisieren.

Rotherjo: /* Kartenemulation unter Android */

2012-10-05T09:10:24Z

Kartenemulation unter Android

← Older revision		Revision as of 09:10, 5 October 2012
Line 68:		Line 68:
	Der zweite Teil unserer Arbeit hatte das Ziel, zu untersuchen, welche Möglichkeiten zum einen Android und zum anderen das Nexus S bieten, um die Emulation einer Smartcard umzusetzen. Bei der Emulation wird das Smartphone nicht wie üblich als Kartenleser eingesetzt, sondern gibt sich selbst als Karte aus, ist also selbst die Smartcard und sollte demnach von einem Kartenleser gelesen werden können.		Der zweite Teil unserer Arbeit hatte das Ziel, zu untersuchen, welche Möglichkeiten zum einen Android und zum anderen das Nexus S bieten, um die Emulation einer Smartcard umzusetzen. Bei der Emulation wird das Smartphone nicht wie üblich als Kartenleser eingesetzt, sondern gibt sich selbst als Karte aus, ist also selbst die Smartcard und sollte demnach von einem Kartenleser gelesen werden können.

	Da wir im ersten Teil des Workshops speziell mit der Mensakarte gearbeitet haben, lag auch hier ~~zu erst~~ der Fokus darauf, eine Emulation der Mensakarte hinzubekommen.		Da wir im ersten Teil des Workshops speziell mit der Mensakarte gearbeitet haben, lag auch hier zuerst der Fokus darauf, eine Emulation der Mensakarte hinzubekommen.

	==== Problemstellung ====		==== Problemstellung ====
	Schon die originale Androidversion bietet die Möglichkeit einer Kartenemulation. Dies ergibt sich, da es u.a. von ~~Googsich zu bewahrheiten schienen.le~~ selbst einen Online-Bezahldienst namens ''Google Wallet'' gibt, mit welchem man in der Lage sein soll, an einem ''Point of Sale'' (PoS) mit dem Smartphone zu bezahlen, ~~in dem~~ dies z.B. eine vorher über Paypal gekaufte Guthabenkarte oder eine Kreditkarte emuliert.		Schon die originale Androidversion bietet die Möglichkeit einer Kartenemulation. Dies ergibt sich, da es u.a. von Google selbst einen Online-Bezahldienst namens ''Google Wallet'' gibt, mit welchem man in der Lage sein soll, an einem ''Point of Sale'' (PoS) mit dem Smartphone zu bezahlen, indem dies z.B. eine vorher über Paypal gekaufte Guthabenkarte oder eine Kreditkarte emuliert.

	Google Wallet:		Google Wallet:
Line 95:		Line 95:
	Die App ''NFC Proxy'' wurde auf der diesjährigen Defcon20 von ihrem Entwickler Eddie Lee vorgestellt und lieferte uns einen ersten Anhaltspunkt dafür, wie eine Kartenemulation unter Android aussehen könnte.		Die App ''NFC Proxy'' wurde auf der diesjährigen Defcon20 von ihrem Entwickler Eddie Lee vorgestellt und lieferte uns einen ersten Anhaltspunkt dafür, wie eine Kartenemulation unter Android aussehen könnte.

	Hauptaugenmerk dieser App ist es, NFC Pakete, welche sonst nur zwischen einer Smartcard und einem Smartcard-Reader auf kürzester Distanz ausgetauscht werden, über eine größere Distanz mit Hilfe einer Bluetooth oder einer Wifi Verbindungen zu übertragen. Dafür benötigt man zwei NFC fähige Android Geräte. Ein Gerät befindet sich bei der Karte und das andere beim Kartenleser. Mit Hilfe der App kann die Kommunikation zwischen Karte und Leser nun ~~über eine größere Distanz~~ ausgedehnt werden, wobei diese weiterhin denken, sich direkt nebeneinander zu befinden.		Hauptaugenmerk dieser App ist es, NFC Pakete, welche sonst nur zwischen einer Smartcard und einem Smartcard-Reader auf kürzester Distanz ausgetauscht werden, über eine größere Distanz mit Hilfe einer Bluetooth oder einer Wifi Verbindungen zu übertragen. Dafür benötigt man zwei NFC fähige Android Geräte. Ein Gerät befindet sich bei der Karte und das andere beim Kartenleser. Mit Hilfe der App kann die Kommunikation zwischen Karte und Leser nun weiter ausgedehnt werden, wobei diese weiterhin denken, sich direkt nebeneinander zu befinden.

	NFC Proxy:		NFC Proxy:
Line 131:		Line 131:
	Ein Test der App, bei der eine [http://www.mcdonalds.com/us/en/services/arch_card.html McDonalds Guthabenkarte] emuliert und das Smartphone mit einem Kartenleser gescannt wurde, ergab ein '''SAK''' mit Wert '''0x60'''.		Ein Test der App, bei der eine [http://www.mcdonalds.com/us/en/services/arch_card.html McDonalds Guthabenkarte] emuliert und das Smartphone mit einem Kartenleser gescannt wurde, ergab ein '''SAK''' mit Wert '''0x60'''.

	Das entspricht zwar immer noch nicht dem für eine nPA Emulation nötigen '''SAK 0x20''', zeigt aber zumindest schoneinmal, dass man mit den richtigen CyanogenMod Patches und dem richtigen Know-How diese zu benutzen in der Lage ist, dem NFC Chip im Nexus S genauestens zu sagen, welches Protokoll gesprochen werden soll und man somit in der Lage ist, dem Smartphone zu sagen, als welche Karte es sich ausgeben soll.		Das entspricht zwar immer noch nicht dem für eine nPA Emulation nötigen '''SAK 0x20''', zeigt aber zumindest schoneinmal, dass man mit den richtigen CyanogenMod Patches und dem richtigen Know-How diese zu benutzen in der Lage ist, dem NFC Chip im Nexus S genauestens zu sagen, welches Protokoll gesprochen werden soll und man somit in der Lage ist, dem Smartphone zu sagen, als welche Karte es sich ausgeben soll.

	== Zusammenfassung ==		== Zusammenfassung ==