# MIFARE
MIFARE, temassız akıllı kartlar'da ve yakınlık kartlarında kullanılan bir dizi entegre devre (IC) çipidir. Marka, ISO/IEC 14443 Type-A 13,56 MHz temassız akıllı kart standardının çeşitli seviyelerini temel alan tescilli çözümler içerir. AES ve DES/Triple-DES şifreleme standartlarının yanı sıra daha eski özel bir şifreleme algoritması olan Crypto-1'i kullanır. NXP'ye göre 10 milyar akıllı kart çipi ve 150 milyondan fazla okuyucu modülü satılmıştır.
MIFARE ticari markası, 2006 yılında Philips Electronics'ten ayrılan NXP Semiconductors'a aittir.


## Modeller.
MIFARE ürünleri temassız ve temaslı akıllı kartlar, akıllı kağıt biletler, giyilebilir cihazlar ve telefonlarda kullanılır.
MIFARE markasının (MIFARE kelimesi Mikron şirketince MIKRON FARE kelimelerinden birleşiik olarak MIFARE olarak oluşturulmuştur) dört temassız kart ailesi vardır:
  - MIFARE Classic: Kimlik doğrulama ve şifreleme için NXP'ye özel güvenlik protokolü ile ISO/IEC 14443 Tip A'nın 1-3 bölümleriyle uyumlu özel protokolü kullanır.
Alt türler: MIFARE Classic EV1 (diğer alt türler artık kullanılmamaktadır).
  - MIFARE Plus: Sertifikalı güvenlik seviyesi (AES-128 tabanlı) ile MIFARE Classic için anında değiştirme ve MIFARE Classic ile tamamen geriye dönük uyumludur.
Alt türler: MIFARE Plus S, MIFARE Plus X, MIFARE Plus SE ve MIFARE Plus EV2.
  - MIFARE Ultralight: Toplu taşıma, sadakat kartları ve etkinlik biletleri gibi yüksek hacimli uygulamalar için yararlı olan ucuz fiyatlı IC'lerdir.
Alt türler: MIFARE Ultralight C, MIFARE Ultralight EV1, MIFARE Ultralight Nano ve MIFARE Ultralight AES.
  - MIFARE DESFire: NXP'den maske-ROM işletim sistemli, ISO/IEC 14443-4 Tip A'nın 3. ve 4. bölümleriyle uyumlu temassız IC'lerdir. Adındaki "DES", DES, iki anahtarlı 3DES, üç anahtarlı 3DES ve AES şifrelemesinin kullanımını ifade eder  "Fire" ise "Hızlı, yenilikçi, güvenilir ve gelişmiş"in kısaltmasıdır.
Alt türler: MIFARE DESFire EV1, MIFARE DESFire EV2, MIFARE DESFire EV3 ve MIFARE DESFire Light.
MIFARE SAM AV2 temaslı akıllı kartı da vardır. Bu, temassız kartlarla iletişimde şifreleme işlemleri için kullanılabilir. SAM (Güvenli Erişim Modülü), kriptografik anahtarların ve şifreleme işlevlerinin güvenli bir şekilde depolanmasını sağlar.


## Güvenlik.
### MIFARE Classic.
MIFARE Classic IC tarafından kullanılan şifreleme 48 bitlik şifre kullanır.
Henryk Plötz ve Karsten Nohl tarafından Aralık 2007'de Kaos İletişim Kongresi'nde yapılan sunumda, MIFARE Classic çipinde kullanılan algoritmanın kısmi tersine mühendisliği anlatıldı. Özet ve slaytlar çevrimiçi olarak vardır. Bu çipin tersine mühendislik sürecini açıklayan makale Ağustos 2008'deki USENIX güvenlik konferansında yayımlanmıştır.
Mart 2008'de Radboud Üniversitesi Nijmegen'in Dijital Güvenlik araştırma grubu, tam tersine mühendislik gerçekleştirdiklerini ve MIFARE Classic çipini kullanan OV-Chipkaart'ın içeriğini klonlayıp değiştirebildiklerini kamuoyuna duyurdu. Gösterim için 125 kHz / 13,56 MHz araştırma cihazı olan Proxmark3 cihazı kullanıldı. Şemalar ve yazılım, 2007'de Jonathan Westhues tarafından ücretsiz GNU Genel Kamu Lisansı kapsamında yayımlandı. Bunlar, libnfc kütüphanesi ile birlikte yalnızca sıradan bir hisse senedi ticari NFC okuyucusu kullanarak kart saldırıları yapmanın bile mümkün olduğunu gösterir.
Radboud Üniversitesi, MIFARE Classic'in güvenliğiyle ilgili dört bilimsel makale yayınladı:
  - A Practical Attack on the MIFARE Classic (tr: MIFARE Classic'e pratik saldırı) 
  - Dismantling MIFARE Classic (tr: MIFARE Classic'in sökümü)
  - Wirelessly Pickpocketing a MIFARE Classic Card (tr:MIFARE Classic kartı kablosuz yankesiciliği)
  - Ciphertext-only Cryptanalysis on Hardened MIFARE Classic Cards (tr: Hardened MIFARE Clasik kartlarında yalnızca şifreli metin kriptanalizi)
Bu saldırılara yanıt olarak Hollanda İçişleri ve Krallık İlişkileri Bakanı, Hollanda Rijkspas uygulamasının 2008 yılının 4. çeyreğinden itibaren öne alınıp alınamayacağını araştıracaklarını açıkladı.
NXP, ihtiyati tedbir talebinde bulunarak ikinci makalenin yayınlanmasını durdurmaya çalıştı. Ancak mahkeme "Demokratik bir toplumda bilimsel çalışmaların yayınlanmasının büyük önem taşıdığı dikkate alınmalıdır. Çünkü makale toplumu çipteki ciddi sorunlar hakkında bilgilendirmekte ve risklerin azaltılmasına olanak tanımaktadır." diyerek tedbir kararını reddetti.
Her iki bağımsız araştırma sonucu da üretici NXP tarafından onaylanmıştır. Kartlara yönelik bu saldırılar, tüm Hollanda toplu taşıma araçları için kabul edilen tek kart olan kartın daha fazla tanıtımını durdurmadı ve OV-chipkaart sonuçta hiçbir şey olmadığı için devam etti ancak Ekim 2011'de OV-Chipkaart'tan sorumlu TLS şirketi kartın yeni versiyonunun sahtekarlığa karşı daha iyi korunacağını duyurdu.
MIFARE Classic şifrelemesi olan Crypto-1, bilinen (veya seçilen) şifre akışının yaklaşık 50 biti varsa, 2008'den kalma bir dizüstü bilgisayarda yaklaşık 200 saniyede kırılabilir.
Bu saldırı, belirli koşullar altında çekilen işlemlerdeki şifreyi açığa çıkarır ve/veya saldırganın okuyucu cihaza meydan okuyarak şifreyi öğrenmesine olanak tanır.
Yayınlanan bilgiyle önerilen saldırı, dizüstü bilgisayardaki gizli şifreyi yaklaşık 40 ms'de çözer. Bu saldırı, yasal bir okuyucuyla yalnızca (kısmi) kimlik doğrulama girişimi gerektirir. Ayrıca geçerli bir okuyucu cihazının yardımı olmadan doğrudan kart üzerinde çalışan çok sayıda saldırı vardır. Bu saldırılar NXP tarafından kabul edilmiştir.
Nisan 2009'da MIFARE Classic'e yönelik yeni ve daha etkili bir kart saldırısı yapıldı. Bu ilk olarak Eurocrypt 2009'un son oturumunda duyuruldu.
Bu saldırı SECRYPT 2009'da sunuldu. Bugüne kadarki bu en son ve en hızlı saldırının tam açıklamasını IACR ön baskı arşivinde de bulabilirsiniz. 
Yeni saldırı, MIFARE Classic'e yapılan önceki kart saldırılarının tümünü 10 kattan fazla gelişmişi olup anında çalışma süreli ve maliyetli bir ön hesaplama gerektirmez. Yeni saldırı, MIFARE Classic kartının herhangi bir bölümünün gizli şifresinin karta yapılan yaklaşık 300 sorguda kablosuz etkileşimle bulunmasına olanak tanır. Daha sonra, sonraki şifreyi neredeyse anında çözmek için Nijmegen Oakland belgesindeki iç içe kimlik doğrulama saldırısıyla birleştirilebilir. Her iki saldırı da birleştirildiğinde ve Proxmark3 gibi doğru donanım ekipmanıyla herhangi bir MIFARE Classic kartı 10 saniye veya daha kısa sürede klonlanabilir. Bu daha önce düşünülenden çok daha hızlıdır. 
Bu kart saldırılarına karşı koymak amacıyla, 2011 yılında ve civarında MIFARE Classic EV1 gibi yeni "Hardened" kartlar piyasaya sürüldü. Bu modeller o zamana kadar kamuoyu tarafından bilinen tüm kart saldırılarına karşı dayanıklı olup, orijinal MIFARE Classic ile geriye dönük olarak uyumludur. 2015 yılında, bu tür güçlendirilmiş modellerden gizli şifreleri de çözebilen, yalnızca karta yönelik yeni bir saldırı keşfedildi. Bu saldırının keşfedilmesinden bu yana NXP, resmi olarak MIFARE Classic ürün tabanlı sistemlerden daha yüksek güvenlikli ürünlere geçmeyi önermektedir.


### MIFARE DESFire.
Kasım 2010'da Ruhr Üniversitesi'nden güvenlik araştırmacıları, MIFARE ürün tabanlı kartlara karşı yan kanal saldırısı ayrıntılarını anlatan bir makale yayınladı. Makale, MIFARE DESFire ürün tabanlı kartların "kullanıma hazır" donanımda yaklaşık 25 $'lık bir maliyetle kolayca taklit edilebileceğini gösterdi. Yazarlar, bu yan kanal saldırısının kartların yaklaşık 100 ms'de klonlanmasına olanak sağladığını ileri sürdü. Ayrıca, makale yazarları asıl klonlama cihazları için donanım şemalarını da eklediler. O zamandan beri ilgili yazılım, ürün yazılımı ve geliştirilmiş donanım şemaları GitHub'da kamuya açık yapıldı.
Ekim 2011'de Almanya'nın Bochum kentindeki Ruhr Üniversitesi'nden David Oswald ve Christof Paar, yaklaşık 3.000 $'a üretilebilen bir ekipmanı kullanarak karta karşı nasıl başarılı bir "yan kanal" saldırısı yapabildiklerini ayrıntılarıyla anlattı. : "MIFARE DESFire MF3ICD40'ı Kırmak: Gerçek Dünyadaki Güç Analizi ve Şablonları" adlı bu çalışmada, sistem entegratörlerinin sunulan saldırılardan kaynaklanan yeni güvenlik risklerinin farkında olması gerektiğini ve artık kullanılan 3DES şifresinin matematiksel güvenliğine güvenemeyeceklerini belirttiler. Bu nedenle ör. ödeme veya geçiş kontrol çözümlerinde kullanılan akıllı kartların manipülasyonu veya klonlanmasını önlemek için uygun önlemlerin alınması gerekir: bir yandan, arka uçtaki çok seviyeli karşı önlemler, temeldeki RFID platformu güvensiz olsa bile tehdidin en aza indirilmesine olanak tanır."
NXP yaptığı açıklamada saldırının tekrarlanmasının zor olacağını ve 2011 yılı sonunda ürünü durdurmayı planladıklarını söyledi.
NXP ayrıca "Ayrıca başarılı saldırının etkisi, her bir altyapının uçtan uca sistem güvenlik tasarımına ve NXP tarafından önerilen çeşitlendirilmiş şifrelerin kullanılıp kullanılmadığına bağlıdır. Bu durumda, çalınan veya kaybolan şifre kartı, operatörün dolandırıcılığı tespit etmesi ve kartı kara listeye almasıyla devre dışı bırakılabilir. Ancak bu işlem, operatörün bu mekanizmaları uyguladığını varsayar. Bu, saldırının ticari amaçla tekrarlanmasını daha da zorlaştıracaktır." denildi.


### MIFARE Ultralight.
Eylül 2012'de bir güvenlik danışmanlığı şirketi olan Intrepidus Amsterdam'daki EU SecWest etkinliğinde New Jersey ve San Francisco'daki MIFARE Ultralight ürün tabanlı ücret kartlarının "NFC For Free Rides and Rooms (on your phone)" (Türkçe: NFC Ücretsiz Yolculuklar ve Odalar (telefonunuzda)) başlıklı bir konuşmada gezginlerin kart bakiyelerini sıfırlamalarına ve ücretsiz seyahat etmelerine olanak tanıyan bir Android uygulamasını kullanılarak toplu taşıma sistemleri manipüle edilebileceğini ispatladı. Çipe doğrudan bir saldırı değil, cihazdaki korumasız bir kaydın yeniden yüklenmesi olsa da, bilgisayar korsanlarının değeri değiştirmesine ve kartın kullanım için geçerli olduğunu göstermesine olanak tanır.
Değerlerin analiz edilebilmesi ve şüpheli kartların sıcak listeye alınabilmesi için kaydın bir kopyasının çevrimiçi olmasıyla bu durumun üstesinden gelinebilir. NXP, 2008 yılında 3DES korumasıyla MIFARE Ultralight C'yi piyasaya sürdüklerini ve Kasım 2012'de bu tür yeniden yükleme saldırılarını engellemek için yalnızca üç azaltma sayacıyla MIFARE Ultralight EV1 'i piyasaya sürdüklerini belirterek yanıt verdi.


## Sistem entegrasyonuyla ilgili hususlar.
Temassız akıllı kartlara dayalı sistemlerde (örneğin toplu taşıma), dolandırıcılığa karşı güvenlik birçok bileşene dayanır ve kart bunlardan yalnızca biridir. Tipik olarak, maliyetleri en aza indirmek için, sistem entegratörleri MIFARE Classic gibi nispeten ucuz bir kart seçecek ve güvenlik çalışmalarını arka ofis üzerinde yoğunlaştıracaktır. Daha sonra karttaki ek şifreleme, işlem sayaçları ve kriptografi'de bilinen diğer yöntemler, klonlanmış kartları kullanılamaz yapmak veya en azından arka ofisin sahte bir kartı tespit etmesini ve kara listeye almasını sağlamak için kullanılır.
Yalnızca çevrimiçi okuyucularla çalışan sistemlerin (yani, arka ofise kalıcı bağlantısı olan okuyucuların) korunması, gerçek zamanlı kontrollerin mümkün olmadığı ve kara listelerin daha sık güncellenemediği çevrimdışı okuyucuların da bulunduğu sistemlere göre daha kolaydır.


## Sertifikalandırma.
Dolandırıcılığın önlenmesi ve uyumluluk garantisinin bir başka yönü de, 1998'de geçerli olmak üzere çağrılan ve birçok sertifikalı MIFARE ürün tabanlı kartın birden fazla okuyucuyla uyumluluğunu sağlayan sertifikayı almaktır. Bu sertifikasyon ile, ana hedef kablosuz arayüzün temassız iletişimine ve ayrıca MIFARE ürün tabanlı kartların tüm komutlarının doğru şekilde uygulanmasına odaklandı. Sertifikasyon süreci, Arsenal Research adlı Avusturya laboratuvarı tarafından geliştirilmiş ve yürütüldür. Günümüzde Arsenal Testhouse, UL ve LSI-TEC gibi bağımsız test merkezleri sertifikasyon testlerini yapmakta ve sertifikalı ürünleri çevrimiçi veritabanında sunmaktadır.


## MIFARE ürünlerini kullanan yerler.
### Kurumlar.
  - Northwest Üniversitesi, Güney Afrika – Öğrenci/personel kimliği, giriş kontrolü, kütüphane, öğrenci yemekleri, spor uygulamaları, ödemeler
  - Cambridge Üniversitesi – Bazı kolejlerde Öğrenci/Personel kimliği ve giriş kartı, kütüphane kartı, kantin ödemeleri
  - Queensland Üniversitesi – Personel ve öğrenci kimliği, giriş kontrolü, kütüphane, kopyalama/yazdırma, bina girişi (MIFARE DESFire EV1)