NXP - MIFARE Classic EV1

Der Speicher des MIFARE Classic EV1 ist in Sektoren aus Blöcken zu je 16 Byte unterteilt: bei der 1K-Version 16 Sektoren zu je 4 Blöcken, bei der 4K-Version 32 Sektoren zu je 4 Blöcken, dann 8 Sektoren zu je 16 Blöcken. Jeder Sektor endet mit einem Konfigurationsblock (dem sector trailer):

Nach Abzug der Konfigurationsblöcke bietet die 1K-Version 752 nutzbare Byte und die 4K-Version 3440 Byte. Als NFC-Tag verwendet, ermöglicht das proprietäre MAD-Format (MIFARE Application Directory) die Aufnahme einer NDEF-Nachricht, die etwa 700 URL-Zeichen auf der 1K-Version und deutlich mehr auf der 4K-Version entspricht; ob sich diese NDEF-Nachricht lesen lässt, hängt jedoch von der Kompatibilität des Geräts ab, die unten erläutert wird.

• Authentifizierung pro Sektor: Jeder Sektor ist durch zwei 48-Bit-Schlüssel (Schlüssel A und Schlüssel B) geschützt, die über eine gegenseitige Authentifizierung in drei Schritten geprüft werden; die Zugriffsbits legen Schlüssel für Schlüssel die erlaubten Operationen fest (Lesen, Schreiben, Erhöhen, Verringern).
• Crypto1-Verschlüsselung: Der Datenaustausch wird mit dem proprietären Algorithmus Crypto1 verschlüsselt. Er wurde in den 1990er-Jahren entwickelt und genügt den heutigen Standards nicht mehr: Seine Schwächen sind seit 2008 öffentlich dokumentiert, und die Sicherheit eines Einsatzes sollte nicht mehr allein darauf beruhen.
• 7-Byte-UID und Originalitätsprüfung: Die Version EV1 bringt die 7-Byte-UID (als Antwort auf die weltweite Erschöpfung der 4-Byte-Kennungen, wobei weiterhin eine 4-Byte-NUID verfügbar ist), die optionale Random ID für den Datenschutz und die NXP-Originalitätsprüfung zum Erkennen gefälschter Chips mit.
• Wertblöcke: Ein Block kann als Wert mit Vorzeichen samt Kontrollkopie formatiert werden; die Befehle zum Erhöhen, Verringern und Übertragen werden mit einem Anti-Tearing-Mechanismus (Schutz vor Schreibabbrüchen) ausgeführt, dem historischen Werkzeugkasten des Ticketings.
• Schnelle Transaktionen: Eine vollständige Ticketing-Transaktion läuft in weniger als 100 ms ab, einschließlich der Sicherungsverwaltung, wobei die Karte während des Vorgangs in der Geldbörse bleiben kann.
• Das MIFARE-Erbe: Als De-facto-Standard für kontaktlose Ausweise und Fahrkarten fügt sich der Classic EV1 nahtlos in das bestehende Ökosystem (Lesegeräte, Encoder, Karten) ein und ersetzt alle früheren Generationen, ohne dass die Systeme geändert werden müssen.

NXP empfiehlt inzwischen für jedes neue Projekt den MIFARE DESFire Light; der Classic EV1 wird weiterhin für bereits bestehende Systeme produziert. Es gibt ihn in zwei Kapazitäten (MF1S50 für 1 kB, MF1S70 für 4 kB).

Der MIFARE Classic EV1 beruht auf der Technologie NFC-A (ISO/IEC 14443A), doch sein proprietäres Protokoll stellt ihn außerhalb der vom NFC Forum standardisierten Tag-Typen: Die Kompatibilität hängt daher vom NFC-Controller des Geräts ab. Unter Android lesen und beschreiben Modelle mit einem NXP-Controller den Chip mit NFC Tools ohne Einschränkung; andere können auf das Lesen der UID beschränkt sein. Auf dem iPhone ist NFC Tools teilweise kompatibel: Sie müssen in den „Einstellungen“ der App die Option „Kompatibilität“ aktivieren (iPhone XS / XR und neuer, unter iOS 17 oder höher).

Mit NFC Tools unterstützt der Chip MIFARE Classic EV1 je nach Gerät das Auslesen technischer Informationen sowie das Lesen und Schreiben von NDEF-Datensätzen auf Karten, die mit dem MAD formatiert sind. Die Verwaltung der Schlüssel und der Zugriffsbits erfordert eine spezielle Kodierung über die dafür vorgesehenen Befehle des Chips. Die Liste der kompatiblen Modelle finden Sie im Artikel zur Kompatibilität.

Beide Generationen teilen sich den Speicher, das Protokoll und die Verschlüsselung Crypto1. Der EV1 bringt die 7-Byte-UID (als Antwort auf die Erschöpfung der 4-Byte-Kennungen), die optionale Random ID, die NXP-Originalitätsprüfung und eine verdoppelte Zahl an Schreibzyklen mit: Er steckt in allen heute verkauften Karten. Für einen neuen, sicheren Einsatz empfiehlt NXP den MIFARE DESFire Light; für einen Tag für Privatanwender garantieren der NTAG213 und der NTAG216 die Kompatibilität mit allen Smartphones.

Wie viele Daten passen auf einen MIFARE Classic EV1?

1 kB oder 4 kB je nach Version, d. h. 752 bzw. 3440 nutzbare Byte nach Abzug der Konfigurationsblöcke. Im MAD-Format entspricht die NDEF-Nachricht etwa 700 URL-Zeichen auf der 1K-Version.

Worin unterscheiden sich MIFARE Classic und MIFARE Classic EV1?

Speicher, Protokoll und die Verschlüsselung Crypto1 sind identisch. Der EV1 bringt die 7-Byte-UID (der Bereich der 4-Byte-Kennungen ist erschöpft), die optionale Random ID, die NXP-Originalitätsprüfung und eine verdoppelte Zahl an Schreibzyklen mit; er ersetzt alle früheren Generationen, ohne dass die Systeme geändert werden müssen.

Ist der MIFARE Classic EV1 mit dem iPhone kompatibel?

Teilweise. NFC Tools ist teilweise kompatibel: Sie müssen in den „Einstellungen“ der App die Option „Kompatibilität“ aktivieren (iPhone XS / XR oder neuer, unter iOS 17 oder höher).

Lässt sich ein MIFARE Classic EV1 vor dem Überschreiben schützen?

Ja: Die Zugriffsbits jedes Sektors können das Schreiben verbieten – ein Schutz, den der Schlüsselinhaber wieder aufheben kann oder der dauerhaft ist, wenn die Zugriffsbits ihre eigene Änderung sperren. Ein globales OTP-Bit wie bei den NTAG-Chips gibt es nicht.

Offizielles NXP-Datenblatt (PDF)

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