NXP - MIFARE DESFire EV3

Der Speicher des MIFARE DESFire EV3 ist als hierarchisches Dateisystem organisiert, ohne feste Obergrenze für die Anzahl der Anwendungen; seine Struktur wird bei der Personalisierung frei festgelegt:

Die Anzahl der Anwendungen ist nur durch den verfügbaren Speicher (je nach Version 2 bis 16 kB) begrenzt, und die Größe jeder Datei wird bei ihrer Erstellung festgelegt. Als NFC Forum Type 4 Tag verwendet, enthält der Chip eine NDEF-Anwendung, deren Datei fast den gesamten Speicher belegen kann: knapp 1900 URL-Zeichen bei der 2-kB-Version. Mit Secure Dynamic Messaging kann dieser NDEF-Inhalt auch veränderliche Daten tragen, die bei jedem Lesen authentifiziert werden.

• SUN-Nachricht und dynamischer NDEF-Inhalt: Secure Dynamic Messaging (SDM) fügt der NDEF-Nachricht als Text Daten hinzu, die bei jedem Vorhalten einzigartig sind (Zähler, Kennung, kryptografischer Authentifizierungscode) und die ein Server beim einfachen Antippen eines Smartphones überprüfen kann, ohne dass eine eigene App nötig ist; der Mechanismus ist mit dem der NTAG-DNA-Chips kompatibel.
• Transaction Timer: Ein Timer begrenzt die Dauer einer Transaktion und vereitelt den Man-in-the-Middle-Angriff, bei dem die Karte auch nach dem Entfernen vom legitimen Lesegerät weiter mit Strom versorgt wird, um den Abschluss der Transaktion zu verzögern.
• Gegenseitige Authentifizierung und verschlüsselter Kanal: Eine gegenseitige Authentifizierung in drei Schritten, ausgeführt von einem Hardware-Kryptoeinheit (DES, 2K3DES, 3K3DES oder AES-128), erzeugt Sitzungsschlüssel; die Übertragungen werden mit einem 8-Byte-CMAC signiert oder über den Funkkanal verschlüsselt, wobei für jedes neue Projekt das AES Secure Messaging empfohlen wird.
• Mehrere Anwendungen und delegierte Verwaltung: Anwendungen ohne feste Obergrenze, MIsmartApp mit Speicherquoten und Wiederverwendung freigegebenen Speichers (der EV3 wird mit den vorgeladenen Service-Schlüsseln des NXP-Dienstes AppXplorer ausgeliefert), bis zu 16 Schlüsselsätze pro Anwendung mit schnellem Schlüsselwechsel und 8 Schlüssel pro Zugriffsrecht.
• Transaction MAC, Proximity Check und Virtual Card: kryptografischer Nachweis jeder Transaktion für das Backend, mit einer Lesegerätekennung, um den Ort eines Betrugs einzugrenzen; Messung der Antwortzeit gegen Relay-Angriffe; Kartenauswahl unter Wahrung der Privatsphäre des Karteninhabers.
• Atomare Transaktionen und Klonschutz: Ein Anti-Tearing-Mechanismus (Schutz vor Schreibabbrüchen) bestätigt oder verwirft Schreibvorgänge als eine Einheit, ein automatisches Rollback schützt die Struktur, dazu kommen Random ID, eine ECC-Originalitätssignatur und Hardware-Sensoren gegen physische Angriffe.

In der Auslieferungskonfiguration verhält sich der EV3 wie ein EV2 oder ein EV1: Die neuen Funktionen werden bei der Personalisierung aktiviert. Den Chip gibt es mit zwei Antennenkapazitäten, 17 pF und 70 pF (Modelle MF3DHx3), und seine Schreibzyklen verdoppeln sich gegenüber dem EV2.

Der MIFARE DESFire EV3 nutzt die Technologie NFC-A (ISO/IEC 14443A), die von der großen Mehrheit der aktuellen NFC-Smartphones unterstützt wird. Unter Android funktionieren Lesen und Schreiben mit NFC Tools nativ und 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 Schreiben 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 Anlegen von Anwendungen, die Schlüsselverwaltung und die Konfiguration von Secure Dynamic Messaging erfordern eine spezialisierte Kodierung über die dedizierten Befehle des Chips. Die Liste der kompatiblen Modelle finden Sie im Artikel zur Kompatibilität.

Der EV3 übernimmt alles vom EV2 (er kann ihn in einer bestehenden Infrastruktur sogar unverändert ersetzen) und ergänzt die SUN-Nachricht, den Transaction Timer, einen auf 256 Byte vergrößerten Kommunikationspuffer und eine auf eine Million Zyklen verdoppelte Haltbarkeit; nur die 32-kB-Version bleibt dem EV2 vorbehalten. Das Trio aus EV1, EV2 und EV3 wird somit durch eigene Seiten abgedeckt; bei den NFC-Tags für Endverbraucher bietet der NTAG 424 DNA dieselbe SUN-Nachricht als Aufkleber.

Wie viele Daten passen auf einen MIFARE DESFire EV3?

Die Karte bietet je nach Version 2 bis 16 kB, verteilt auf 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 ist).

Was ist gegenüber dem MIFARE DESFire EV2 neu?

Der EV3 ergänzt Secure Dynamic Messaging mit seiner bei jedem Antippen überprüfbaren SUN-Nachricht, den Transaction Timer gegen Man-in-the-Middle-Angriffe, einen 256-Byte-Kommunikationspuffer, eine auf eine Million Zyklen verdoppelte Haltbarkeit und vorgeladene Service-Schlüssel von AppXplorer (und bleibt dabei abwärtskompatibel zu EV2, EV1 und D40).

Ist der MIFARE DESFire EV3 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 EV3 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 NTAG-Chips gibt es nicht: Alles wird über die Zugriffsrechte konfiguriert.

Offizielles NXP-Datenblatt (PDF)

Empfohlene NFC-Chips für NFC Tools

NFC-Chips MIFARE DESFire EV3 kaufen