Der MIFARE DESFire EV2 ist die dritte Generation der MIFARE-DESFire-Familie von NXP Semiconductors und nach Common Criteria EAL5+ zertifiziert (dem Niveau, das für Bankkarten und elektronische Reisepässe verlangt wird). Er ist für die Mehrfachanwendungen von Smart Cities ausgelegt: öffentlicher Nahverkehr, Zutrittsverwaltung, Micropayment und Treueprogramme, Studierendenausweis, Straßenmaut und Parken, Ticketing. Er erfüllt alle vier Ebenen des Standards ISO/IEC 14443A und ist mit dem Format NFC Forum Type 4 kompatibel. Er hebt die Anwendungsgrenze des EV1 auf und führt den Transaction MAC, die delegierte Anwendungsverwaltung und den Schutz vor Relay-Angriffen ein. Er lässt sich von der großen Mehrheit aktueller NFC-Smartphones lesen und beschreiben.
Informationen
| Hersteller | NXP Semiconductors |
| Familie | MIFARE DESFire (dritte Generation) |
| Modelle | MF3Dx2 und MF3DHx2 (von 2 bis 32 kB) |
| Standard | ISO/IEC 14443A (Ebenen 1 bis 4) |
| Protokoll | ISO/IEC 7816-4 APDU und Dateistruktur |
| NFC-Forum-Typ | Kompatibel mit Type 4 Tag |
| Betriebsfrequenz | 13,56 MHz |
| Datenrate | 106 bis 848 kbit/s |
| Eindeutige Kennung (UID) | 7 Byte, ab Werk programmiert; optional Random ID |
| Verschlüsselung | DES, 2K3DES, 3K3DES und AES-128 (Hardware-Kryptoeinheit) |
| Zertifizierung | Common Criteria EAL5+ (Hardware und Software) |
| Lesereichweite | Einige Zentimeter (bis zu 100 mm, je nach Antenne) |
| Datenerhalt | 25 Jahre |
| Schreibzyklen | 500.000 Zyklen (typischer Wert) |
| Speicher | 2, 4, 8, 16 oder 32 kB, je nach Version |
Speicher
Der Speicher des MIFARE DESFire EV2 ist als hierarchisches Dateisystem organisiert, ohne feste Obergrenze für die Zahl der Anwendungen; seine Struktur wird bei der Personalisierung frei festgelegt:
| Ebene | Rolle | Sicherheit |
|---|---|---|
| Karte (PICC) | Allgemeine Einstellungen, Verwaltung des freien Speichers und der Anwendungen | Master-Schlüssel der Karte |
| Anwendungen (keine feste Obergrenze) | Abgeschottete Container, identifiziert durch eine 3-Byte-AID und einen optionalen ISO-Namen | Bis zu 14 Schlüssel und 16 Schlüsselsätze pro Anwendung |
| Dateien (bis zu 32 pro Anwendung) | Sechs Typen: Standard-Datendatei, Backup-Datendatei, Wertdatei, lineare Datensatzdatei, zyklische Datensatzdatei, Transaction MAC | Zugriffsrechte pro Datei, bis zu 8 Schlüssel pro Recht |
Die Zahl der Anwendungen ist nur noch durch den verfügbaren Speicher (von 2 bis 32 kB, je nach Version) begrenzt, und die Größe jeder Datei wird bei ihrer Erstellung festgelegt. Als NFC-Forum-Type-4-Tag verwendet, beherbergt der Chip eine NDEF-Anwendung, deren Datei fast den gesamten Speicher belegen kann: knapp 1900 URL-Zeichen bei der 2-kB-Version und deutlich mehr bei den größeren. Die Kapazität ist keine Einschränkung mehr.
Funktionen & Sicherheit
- Gegenseitige Authentifizierung und EV2 Secure Messaging: Eine dreistufige gegenseitige Authentifizierung, ausgeführt von einer Hardware-Kryptoeinheit (DES, 2K3DES, 3K3DES oder AES-128), erzeugt Sitzungsschlüssel; die Übertragungen werden mit einem 8 Byte langen CMAC signiert oder über den Funkkanal verschlüsselt. Das neue, auf AES basierende EV2 Secure Messaging wird für jedes neue Projekt empfohlen, wobei die Modi D40 und EV1 für bestehende Kartenbestände weiterhin verfügbar bleiben.
- Delegierte Anwendungsverwaltung: Der Kartenherausgeber kann Anwendungsspeicher an Dritte verkaufen oder übertragen, ohne jemals den Master-Schlüssel weiterzugeben, mit Speicherkontingenten und Wiederverwendung freigegebenen Speichers (die Grundlage von Stadtkarten für mehrere Dienste).
- Transaction MAC: Jede Transaktion kann mit einem MAC versiegelt werden, der mit einem geheimen Schlüssel auf der Karte berechnet wird und vom Backend überprüfbar ist – das belegt, dass sie tatsächlich stattgefunden hat; die Kennung des Lesegeräts kann beigefügt werden, um den Ort eines Betrugs einzugrenzen.
- Mehrere Schlüsselsätze und gemeinsame Nutzung: bis zu 16 Schlüsselsätze pro Anwendung mit schnellem Schlüsselwechsel für eine reibungslose Migration der Schlüssel, bis zu 8 Schlüssel pro Zugriffsrecht sowie Transaktionen, die gleichzeitig die Dateien zweier Anwendungen umfassen können.
- Proximity Check und Virtual Card: Eine Messung der Antwortzeit schützt vor Relay-Angriffen, und die Virtual-Card-Architektur wahrt bei der Kartenauswahl die Privatsphäre des Karteninhabers.
- Atomare Transaktionen und Klonschutz: Ein Anti-Tearing-Mechanismus (Schutz vor Schreibabbrüchen) bestätigt oder verwirft Schreibvorgänge als Einheit, ein automatisches Rollback schützt die Struktur; hinzu kommen Random ID, eine ECC-Originalitätssignatur und Hardware-Sensoren gegen physische Angriffe.
In der Auslieferungskonfiguration verhält sich der EV2 wie ein EV1: Die neuen Funktionen werden bei der Personalisierung aktiviert. Den Chip gibt es mit zwei Antennenkapazitäten, 17 pF und 70 pF (Modelle MF3DHx2). Der MIFARE DESFire EV3 ist sein Nachfolger.
Kompatibilität
Der MIFARE DESFire EV2 nutzt die NFC-A-Technologie (ISO/IEC 14443A), die von der großen Mehrheit aktueller NFC-Smartphones unterstützt wird. Unter Android funktionieren Lesen und Schreiben nativ mit NFC Tools, ohne besondere Einschränkungen. Auf dem iPhone ist das automatische Lesen im Hintergrund ab dem iPhone XS und XR verfügbar; ab dem iPhone XS / XR lässt sich der Chip mit NFC Tools unter iOS 17 oder höher lesen und beschreiben, indem Sie den Scan in der App manuell starten.
Mit NFC Tools unterstützt der Chip das Auslesen technischer Informationen sowie das Lesen und Beschreiben von NDEF-Datensätzen, sobald die Karte als Type 4 formatiert ist (leere Karten, die mit Werksschlüsseln ausgeliefert werden, lassen sich beim ersten Schreiben vorbereiten). Das Erstellen von Anwendungen, die Verwaltung der Schlüssel und die Feinabstimmung der Dateien erfordern eine spezialisierte Kodierung über die dedizierten Befehle des Chips. Die Liste der kompatiblen Modelle finden Sie im Artikel zur Kompatibilität.
MIFARE DESFire EV1 vs EV2
| Chip | Speicher | Sicherheit | Typische Verwendung |
|---|---|---|---|
| MIFARE DESFire EV1 | 2, 4 oder 8 kB | EAL4+, 28 Anwendungen, 3DES und AES | Bestehende Kartenbestände |
| MIFARE DESFire EV2 | 2 bis 32 kB | EAL5+, unbegrenzt viele Anwendungen, Transaction MAC, Schutz vor Relay-Angriffen | Der empfohlene Nachfolger |
Der EV2 übernimmt alles vom EV1 (er lässt sich sogar unverändert in einer EV1-Infrastruktur einsetzen) und ergänzt die Zertifizierung nach EAL5+, die delegierte Anwendungsverwaltung, mehrere Schlüsselsätze und den Schutz vor Relay-Angriffen. Der MIFARE DESFire EV3, der auf einer eigenen Seite behandelt wird, setzt die Linie fort; bei den NFC-Tags für Endverbraucher bietet der NTAG 424 DNA eine AES-Authentifizierung im Aufkleberformat.
Häufige Fragen
Wie viele Daten passen auf einen MIFARE DESFire EV2?
Die Karte bietet je nach Version 2 bis 32 kB, aufgeteilt in Dateien frei wählbarer Größe. Als Type 4 Tag verwendet, widmet sie fast ihren gesamten Speicher der NDEF-Datei, was bei der 2-kB-Version knapp 1900 URL-Zeichen entspricht (weit mehr als üblicherweise nötig).
Was ist neu gegenüber dem MIFARE DESFire EV1?
Die Zertifizierung steigt auf EAL5+, die Zahl der Anwendungen ist nicht mehr begrenzt, und der Chip ergänzt die delegierte Anwendungsverwaltung, den Transaction MAC, mehrere Schlüsselsätze mit schnellem Schlüsselwechsel, den Proximity Check gegen Relay-Angriffe, die Virtual Card und die Originalitätssignatur (bei weiterhin bestehender Abwärtskompatibilität mit EV1 und D40).
Ist der MIFARE DESFire EV2 mit dem iPhone kompatibel?
Ja. Das Lesen im Hintergrund funktioniert ab dem iPhone XS und XR, und mit NFC Tools sind Lesen und Schreiben ab dem iPhone XS / XR unter iOS 17 oder höher möglich.
Lässt sich ein MIFARE DESFire EV2 vor dem Überschreiben schützen?
Der Schutz beruht auf den Schlüsseln: Jede Datei legt ihre Lese- und Schreibzugriffsrechte fest, die eine Authentifizierung verlangen oder auf „nie“ gesetzt werden können (das Schreiben ist dann dauerhaft unmöglich). Eine Sperre über OTP-Bits wie bei den NTAG-Chips gibt es nicht: Alles wird über die Zugriffsrechte konfiguriert.
Nützliche Links
