MIFARE

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MIFARE는 비접촉 스마트카드 및 근접식 카드에 사용되는 (IC) 칩 시리즈이다.

이 브랜드는 ISO/IEC 14443 Type-A 13.56 MHz 비접촉 스마트 카드 표준의 다양한 수준을 기반으로 하는 독점 솔루션을 포함한다. 이는 AES 및 DES/Triple-DES 암호화 표준뿐만 아니라 이전의 독점 암호화 알고리즘인 Crypto-1을 사용한다. NXP에 따르면, 100억 개의 스마트 카드 칩과 1억 5천만 개 이상의 리더 모듈이 판매되었다.

MIFARE 상표는 2006년에 필립스 일렉트로닉스에서 기업 분사된 NXP 반도체가 소유하고 있다.

변형
MIFARE 제품은 비접촉 및 접촉 스마트 카드, 스마트 종이 티켓, 웨어러블 및 휴대폰에 내장되어 있다.

MIFARE 브랜드명(MIKRON FARE 수집이라는 용어에서 파생되어 미크론 회사에서 만들었다)은 네 가지 종류의 비접촉식 카드를 포함한다.
 MIFARE Classic ISO/IEC 14443 유형 A의 1–3부에 준수하는 독점 프로토콜을 사용하며, 인증 및 암호화를 위해 NXP 독점 보안 프로토콜을 사용한다.

하위 유형: MIFARE Classic EV1 (다른 하위 유형은 더 이상 사용되지 않는다).
 MIFARE Plus 인증된 보안 수준 (AES-128 기반)을 가진 MIFARE Classic의 대체품이며, MIFARE Classic과 완벽하게 하위 호환된다.

하위 유형: MIFARE Plus S, MIFARE Plus X, MIFARE Plus SE 및 MIFARE Plus EV2.
 MIFARE Ultralight 대중교통, 로열티 카드, 이벤트 발권 등 대량 애플리케이션에 유용한 저비용 IC.

하위 유형: MIFARE Ultralight C, MIFARE Ultralight EV1, MIFARE Ultralight Nano 및 MIFARE Ultralight AES.
 MIFARE DESFire NXP의 마스크 ROM 운영 체제를 갖춘 ISO/IEC 14443-4 유형 A의 3부 및 4부에 준수하는 비접촉 IC. 이름의 DES는 DES, 2키 트리플 DES, 3키 트리플 DES 및 AES 암호화의 사용을 나타내며, Fire는 Fast, innovative, reliable, and enhanced의 약자이다.

하위 유형: MIFARE DESFire EV1, MIFARE DESFire EV2, MIFARE DESFire EV3, MIFARE DESFire EV3C 및 MIFARE DESFire Light.
 MIFARE DUOX ISO/IEC 14443-4 파일 시스템과 MIFARE DESFire EV2/EV3와 유사한 보안 메시징을 구현하는 비접촉 IC이지만, 공개 키 인증에 대한 추가 지원이 있다. DESFire와 달리 DUOX 칩은 더 이상 사용되지 않는 DES 알고리즘을 지원하지 않는다. 지원되는 인증 키 유형은 X.509 공개 키 인증서 처리를 사용한 128비트 AES, 256비트 AES 및 256비트 타원곡선 암호이다.

또한 MIFARE SAM AV2 접촉 스마트 카드도 있다. 이는 비접촉 카드와의 통신에서 암호화를 처리하는 데 사용될 수 있다. SAM(보안 액세스 모듈)은 암호화 키 및 암호화 기능의 보안 저장소를 제공한다.

MIFARE Classic 제품군
MIFARE Classic IC는 기본적인 메모리 저장 장치로, 메모리가 접근 제어를 위한 간단한 보안 메커니즘을 가진 세그먼트와 블록으로 나뉜다. 이들은 ASIC 기반이며 제한된 연산 능력을 가지고 있다. 신뢰성과 저렴한 비용으로 인해 이 카드들은 전자 지갑, 접근 제어, 회사 ID 카드, 교통 또는 경기장 티켓팅에 널리 사용된다. 이는 인증 및 암호화를 위해 NXP 독점 보안 프로토콜(Crypto-1)을 사용한다.

MIFARE Classic 암호화는 침해되었다. 자세한 내용은 아래를 참조하라.

1K 메모리를 가진 MIFARE Classic은 16개 섹터로 나뉜 1,024바이트의 데이터 저장 공간을 제공하며, 각 섹터는 A와 B라는 두 가지 다른 키로 보호된다. 각 키는 읽기, 쓰기, 값 블록 증가 등과 같은 작업을 허용하도록 프로그래밍될 수 있다. 4K 메모리를 가진 MIFARE Classic은 40개 섹터로 나뉜 4,096바이트를 제공하며, 그 중 32개는 1K와 동일한 크기이고 8개는 4배 크기의 섹터이다. MIFARE Classic Mini는 5개 섹터로 나뉜 320바이트를 제공한다. 이러한 각 IC 유형에 대해 섹터당 16바이트는 키 및 접근 조건에 예약되어 있으며 일반적으로 사용자 데이터에 사용될 수 없다. 또한, 맨 처음 16바이트에는 카드의 일련 번호와 특정 제조업체 데이터가 포함되어 있으며 읽기 전용이다. 이는 MIFARE Classic 1K 메모리의 순 저장 용량을 752바이트, MIFARE Classic 4K 메모리의 3,440바이트, MIFARE Mini의 224바이트로 줄인다.

삼성 텍타일 NFC 태그 스티커는 MIFARE Classic 칩을 사용한다. 이는 NXP NFC 컨트롤러 칩이 있는 장치만 이 태그를 읽거나 쓸 수 있다는 의미이다. 현재 블랙베리 폰, 노키아 루미아 610 (2012년 8월), 구글 넥서스 4, 구글 넥서스 7 LTE 및 넥서스 10 (2013년 10월)은 텍타일 스티커를 읽고 쓸 수 없다.

MIFARE Plus 제품군

MIFARE Plus
MIFARE Plus는 MIFARE Classic의 대체 IC 솔루션이다.

MIFARE DESFire EV1 비접촉 IC보다 유연성이 떨어진다.

MIFARE Plus는 2008년 3월에 공식 발표되었으며, 2009년 1분기에 첫 샘플이 출시되었다.

MIFARE Plus는 리더 측에서 AES를 아직 지원하지 않는 이전 운송 시스템에서 사용될 경우, 여전히 공격에 대한 문을 열어둔다. 약한 난수 생성기를 통한 Crypto-1 암호 해독 공격의 위협을 완화하는 데 도움이 되지만, 무차별 대입 공격 및 암호 해독 공격에는 도움이 되지 않는다.

MIFARE Classic에서 MIFARE Plus로 전환하는 기간 동안 소수의 리더만 AES를 처음부터 지원할 수 있으므로, 보안 수준 1(실제로는 MIFARE Classic 작동)에서 선택적 AES 인증을 제공한다. 이는 위에 언급된 공격을 방지하지는 않지만, 리더와 카드 간에 카드가 시스템에 속하며 가짜가 아님을 증명하는 안전한 상호 인증을 가능하게 한다.

가장 높은 보안 수준인 SL3에서는 128비트 AES 암호화를 사용하여 MIFARE Plus는 공격으로부터 안전하다.

 MIFARE Plus EV1 
MIFARE Plus EV1은 2016년 4월에 발표되었다.

MIFARE Plus X에 비해 새로운 기능은 다음과 같다.

 섹터별 보안 수준 전환 인증 프로토콜에 사용되는 암호화 알고리즘의 선택은 각 섹터에 대해 개별적으로 설정할 수 있다. 이는 MIFARE Classic 제품을 읽을 수 있는 리더(48비트 CRYPTO1 키로 보호되는 섹터, "보안 수준 1")와 MIFARE Plus 제품을 읽을 수 있는 리더(AES 128비트 키로 보호되는 섹터, "보안 수준 3") 모두에 동일한 카드를 사용할 수 있게 한다. 이 기능은 기존 MIFARE Classic 제품 기반 설치를 MIFARE Plus로 점진적으로 마이그레이션하는 것을 더 쉽게 만들고, 모든 리더를 동시에 교체할 필요가 없도록 고안되었다.
 ISO 7816-4 래핑 이제 카드는 MIFARE용 프로토콜(ISO 7816-4 APDU 형식과 호환되지 않는다) 또는 ISO 7816-4 위에서 실행되는 새로운 프로토콜 변형을 사용하여 접근할 수 있다. 이 방식은 최대 전송 데이터 버퍼 크기가 256바이트인 ISO 7816-4 APDU 형식으로만 메시지를 교환할 수 있는 NFC 리더 API와 카드가 호환되도록 한다.
 근접성 검사 MIFARE Classic용 프로토콜은 몇 초의 메시지 지연을 허용하여 릴레이 공격에 취약했지만, MIFARE Plus EV1은 이제 기본적인 "ISO 준수" 거리 제한 프로토콜을 구현한다. 이는 인증 중 허용되는 왕복 지연에 더 엄격한 시간 제약을 두어 컴퓨터 네트워크를 통해 멀리 떨어진 카드나 리더로 메시지를 전달하기 어렵게 만든다.
 안전한 종단 간 채널 Crypto1 애플리케이션 섹터(SL1SL3 혼합 모드)에 대해서도 AES로 보호되는 무선 업데이트를 허용한다.
 트랜잭션 MAC 카드는 트랜잭션 동안 로컬 리더가 사용하는 키와는 독립적으로 원격 정산 서비스에서 확인할 수 있는 트랜잭션에 대한 추가 메시지 인증 코드를 생성할 수 있다.

 MIFARE Plus EV2 
MIFARE Plus EV2는 2020년 6월 23일에 출시되었다. MIFARE Plus EV1에 비해 향상된 읽기 성능과 트랜잭션 속도를 제공한다.

MIFARE Plus EV1에 비해 새로운 기능은 다음과 같다.
 트랜잭션 타이머 중간자 공격을 완화하는 데 도움이 되기 위해 NXP의 MIFARE DESFire EV3 IC에서도 사용할 수 있는 트랜잭션 타이머 기능은 트랜잭션당 최대 시간을 설정할 수 있게 하여 공격자가 트랜잭션에 개입하기 어렵게 만든다.

MIFARE Ultralight 제품군

MIFARE Ultralight
MIFARE Ultralight는 암호화 보안 없이 512비트 메모리(즉, 64바이트)만을 가지고 있다. 메모리는 4바이트씩 16페이지로 제공된다. 이 칩 기반 카드들은 매우 저렴하여 2006년 FIFA 월드컵과 같은 이벤트의 일회용 티켓으로 자주 사용된다.
일회용 프로그래밍(OTP) 비트 및 메모리 페이지 재작성을 방지하는 쓰기 잠금 기능과 같은 기본적인 보안 기능만을 제공하며, 다른 MIFARE 제품 기반 카드에 적용되는 암호화는 포함하지 않는다.

MIFARE Ultralight EV1
2012년 11월에 출시된 MIFARE Ultralight EV1은 티켓팅 시스템 및 추가 보안 옵션을 위한 제한된 사용 애플리케이션을 위한 차세대 종이 티켓팅 스마트 카드 IC이다. 오리지널 MIFARE Ultralight보다 몇 가지 향상된 기능을 제공한다.
 384 및 1024비트 사용자 메모리 제품 변형
 OTP, 잠금 비트, 향상된 보안을 위한 구성 가능한 카운터
 재충전을 막기 위한 세 개의 독립적인 24비트 단방향 카운터
 32비트 암호를 통한 보호된 데이터 접근
 ECC 원본 확인. 그러나 그 목적은 "(사전)개인화 과정에서 비NXP 기반 MIFARE Ultralight AES IC의 대량 침투를 식별하여 고객의 투자를 보호하는 것이다. 개별 서명은 여전히 복사될 수 있으므로, 개별 MIFARE Ultralight AES IC의 하드웨어 복사 또는 에뮬레이션을 완전히 방지하지는 못한다."

MIFARE Ultralight C
2008년 카르트 산업 박람회에서 소개된 MIFARE Ultralight C IC는 NXP의 저비용 MIFARE 제품(일회용 티켓)에 속한다. 트리플 DES를 사용하는 MIFARE Ultralight C는 널리 채택된 표준을 사용하여 기존 인프라에 쉽게 통합할 수 있다. 통합된 트리플 DES 인증은 클로닝에 대한 효과적인 대응책을 제공한다.

MIFARE Ultralight C의 주요 애플리케이션은 대중교통, 이벤트 발권, 로열티 및 NFC 포럼 태그 유형 2이다.

MIFARE Ultralight AES
2022년에 출시되었다.

MIFARE DESFire 제품군

MIFARE DESFire
MIFARE DESFire(MF3ICD40)는 2002년에 도입되었으며, SmartMX와 유사한 코어에 기반하고 MIFARE Classic보다 더 많은 하드웨어 및 소프트웨어 보안 기능을 갖추고 있다. 간단한 디렉터리 구조와 파일을 제공하는 범용 MIFARE DESFire 운영 체제가 사전 프로그래밍되어 있다. 트리플 DES만 지원하는 4KiB 저장 공간 버전과 AES를 지원하는 세 가지 버전(2, 4, 8 KiB; MIFARE DESFire EV1 참조)으로 판매된다. AES 버전은 CMAC와 같은 추가 보안 기능을 가지고 있다. MIFARE DESFire는 ISO/IEC 14443-4를 준수하는 프로토콜을 사용한다. 이 비접촉 IC는 3DES/AES 암호화 가속기를 갖춘 인텔 8051 프로세서에 기반하여 매우 빠른 트랜잭션을 가능하게 한다.

카드와 리더 사이의 최대 읽기/쓰기 거리는 이지만, 실제 거리는 리더가 생성하는 필드 전력과 안테나 크기에 따라 달라진다.

2010년 NXP는 2008년 말에 후속 제품인 MIFARE DESFire EV1(MF3ICD41)을 출시한 후 MIFARE DESFire(MF3ICD40)의 단종을 발표했다. 2011년 10월 루르 대학교 보훔 연구원들은 MIFARE DESFire(MF3ICD40)의 보안을 해독했다고 발표했으며, 이는 NXP에 의해 인정되었다 (MIFARE DESFire 보안 참조).

MIFARE DESFire EV1
MIFARE DESFire 비접촉 IC의 첫 번째 진화 버전으로, 폭넓게 하위 호환된다. 2KiB, 4KiB, 8KiB 비휘발성 메모리로 제공된다. 다른 기능은 다음과 같다.
 무작위 ID 지원
 128비트 AES 지원
 하드웨어 및 운영 체제는 공통평가기준 EAL 4+ 레벨로 인증되었다.

MIFARE DESFire EV1은 2006년 11월에 공식 발표되었다.

MIFARE DESFire EV2

MIFARE DESFire 비접촉 IC 제품군의 두 번째 진화 버전으로, 폭넓게 하위 호환된다.
새로운 기능은 다음과 같다.
 MI 스마트 앱은 비밀 키를 공유할 필요 없이 타사 애플리케이션에 메모리 공간을 제공하거나 판매할 수 있도록 한다.
 타사 거래를 인증하기 위한 거래 MAC
 개인 정보 보호를 위한 가상 카드 아키텍처
 릴레이 공격에 대한 근접성 확인

MIFARE DESFire EV2는 2016년 3월 독일 카를스루에에서 열린 IT-TRANS 행사에서 공식 발표되었다.

MIFARE DESFire EV3

MIFARE DESFire 비접촉 IC 제품군의 최신 진화 버전으로, 폭넓게 하위 호환된다. 새로운 기능은 다음과 같다.

 ISO/IEC 14443 A 1–4 및 ISO/IEC 7816-4 준수
 IC 하드웨어 및 소프트웨어에 대해 Common Criteria EAL5+ 인증
 NFC Forum Tag Type 4 준수
 표준 NDEF 읽기 작업 내 고급 데이터 보호를 위한 SUN 메시지 인증
 오픈 DES/2K3DES/3K3DES/AES 암호화 알고리즘 선택
 유연한 파일 구조: 메모리 크기가 지원하는 만큼 많은 애플리케이션 호스팅
 카드 생성 MAC를 통한 거래 증명
 중간자 공격 위험을 완화하는 거래 타이머

MIFARE DESFire EV3는 2020년 6월 2일 공식 발표되었다.

MIFARE DESFire EV3C

DESFire EV3C 카드는 DESFire EV3의 모든 기능 외에도 MIFARE Classic 1K 카드를 에뮬레이션할 수 있다. 일부 DESFire 파일은 MIFARE Classic 1K 메모리 레이아웃에 매핑될 수 있으며, 이는 MIFARE Classic 기존 사용자가 DESFire로 점진적으로 전환할 수 있는 마이그레이션 경로를 제공한다.

MIFARE SAM AV2
MIFARE SAM은 비접촉 스마트 카드가 아니다. MIFARE 제품에 안전하게 액세스하고 단말과 호스트(백엔드) 간의 보안 통신을 가능하게 하기 위해 터미널을 위한 암호화 키 및 암호화 기능의 보안 저장을 제공하도록 설계된 보안 액세스 모듈이다. MIFARE SAM은 ISO/IEC 7816-2에 정의된 접촉 전용 모듈(PCM 1.1) 및 HVQFN32 형식으로 NXP에서 제공한다.

MIFARE SAM AV2를 비접촉 스마트카드 리더에 통합하면 고급 암호화 기능과 암호화 인증 및 데이터 암호화/복호화 지원을 통합하는 설계를 구현할 수 있다. 다른 SAM과 마찬가지로 키를 안전하게 저장하고 비접촉 카드와 SAM, SAM과 백엔드 간의 데이터 인증 및 암호화를 수행하는 기능을 제공한다. 고전적인 SAM 아키텍처 외에도 MIFARE SAM AV2는 X-모드를 지원하여 SAM을 마이크로컨트롤러와 리더 IC에 동시에 연결하여 빠르고 편리한 비접촉 터미널 개발을 가능하게 한다.

MIFARE SAM AV2는 AV1 모드와 AV2 모드를 제공하는데, SAM AV1에 비해 AV2 버전에는 PKI, SHA-1, SHA-224, SHA-256과 같은 해시 함수가 포함되어 있다. MIFARE Plus와 보안 호스트 통신을 지원한다. 두 모드 모두 동일한 통신 인터페이스, 암호화 알고리즘(트리플 DES 112비트 및 168비트 키, Crypto1을 사용하는 MIFARE 제품, AES-128 및 AES-192, RSA 최대 2048비트 키), X-모드 기능을 제공한다. MIFARE SAM AV3는 NXP의 3세대 보안 액세스 모듈로, MIFARE IC뿐만 아니라 NXP의 UCODE DNA, ICODE DNA 및 NTAG DNA IC도 지원한다.

 MIFARE 2GO 
MIFARE 제품 기반 스마트 카드를 디지털화하여 NFC 지원 스마트폰 및 웨어러블에서 사용할 수 있도록 하는 클라우드 기반 플랫폼이다. 이를 통해 모바일 대중교통 발권, 모바일 액세스, 모바일 소액 결제와 같은 새로운 스마트 시티 사용 사례가 가능해지고 있다.

바이트 레이아웃
섬네일|none|MIFARE Classic 및 MIFARE Plus 카드에서 사용되는 바이트 수준 섹터 및 블록 메모리 레이아웃.

역사
 1994년 – 1K 사용자 메모리를 갖춘 MIFARE Classic IC 출시.
 1996년 – 서울특별시에서 MIFARE Classic 1K 메모리를 사용한 첫 번째 교통 시스템.
 1997년 – 트리플 DES 코프로세서를 갖춘 MIFARE PRO 출시.
 1997년 – 384비트 사용자 메모리를 갖춘 MIFARE LIGHT 출시.
 1999년 – PKI 코프로세서를 갖춘 MIFARE PROX 출시.
 2001년 – MIFARE Ultralight 출시.
 2002년 – 마이크로프로세서 기반 제품인 MIFARE DESFire 출시.
 2004년 – MIFARE DESFire의 보안 인프라 대응 제품인 MIFARE SAM 출시.
 2006년 – 128비트 AES를 지원하는 첫 번째 제품으로 MIFARE DESFire EV1 발표.
 2008년 – NFC 생태계의 선두 기업들로 구성된 MIFARE4Mobile 산업 그룹 설립.
 2008년 – 128비트 AES 기반 MIFARE Classic의 대체품으로 MIFARE Plus 발표.
 2008년 – 트리플 DES 인증 기능을 갖춘 스마트 종이 발권 IC로 MIFARE Ultralight C 출시.
 2010년 – AES, 트리플 DES, PKI 인증 리더용 보안 키 저장 장치로 MIFARE SAM AV2 출시.
 2012년 – MIFARE Ultralight의 하위 호환 제품이지만 추가 보안 기능을 갖춘 MIFARE Ultralight EV1 출시.
 2014년 – 개발자가 자체 NFC 안드로이드 애플리케이션을 만들고 개발할 수 있도록 MIFARE SDK 출시.
 2014년 – MIFARE Plus 및 MIFARE DESFire EV1을 EAL 50으로 지원하는 세계 최초의 보안 스마트 카드 플랫폼인 NXP Smart MX2 출시.
 2015년 – NXP의 검증되고 신뢰할 수 있는 MIFARE Plus 제품군의 보급형 버전인 MIFARE Plus SE 출시.
 2016년 – 하위 호환 보안 수준에서 MIFARE Classic과 호환되는 입증된 주류 스마트 카드 제품인 MIFARE Plus EV1 출시.
 2016년 – 향상된 성능, 보안, 개인 정보 보호 및 다중 애플리케이션 지원을 갖춘 MIFARE DESFire EV2 발표.
 2016년 – MIFARE SDK가 TapLinx로 브랜드 변경되었으며, 추가 제품을 지원한다.
 2018년 – MIFARE DESFire 및 MIFARE Plus (SL3) 제품 기반 자격 증명을 NFC 지원 모바일 및 웨어러블 장치에서 관리할 수 있도록 MIFARE 2GO 클라우드 서비스 출시.
2020년 – MIFARE DESFire EV3 발표
2020년 – MIFARE Plus EV2 출시, MIFARE 2GO를 지원하는 SL3, EAL5+ 인증 및 중간자 공격을 완화하는 트랜잭션 타이머 추가.
2022년 – MIFARE Ultralight AES 출시.
2023년 – MIFARE Classic 호환성을 갖춘 MIFARE DESFire EV3C 출시.
2024년 – 공개 키 암호화를 갖춘 MIFARE DUOX 출시.

MIFARE 제품 포트폴리오는 원래 오스트리아 그라트코른의 미크론(Mikron)에서 개발되었다. 미크론은 1995년에 필립스에 인수되었다. 미크론은 미국 아트멜, 네덜란드 필립스, 독일 지멘스로부터 실리콘을 공급받았다.

인피니온 테크놀로지스(당시 지멘스)는 1994년에 미크론으로부터 MIFARE Classic 라이선스를 획득했고, MIFARE 제품 기능을 갖춘 독립형 및 통합 설계 모두를 개발했다. 인피니온은 현재 1K 메모리(SLE66R35)를 포함한 MIFARE Classic 기반의 다양한 파생 제품과 MIFARE 구현을 갖춘 다양한 마이크로컨트롤러(8비트(SLE66 시리즈), 16비트(SLE7x 시리즈), 32비트(SLE97 시리즈))를 생산하고 있으며, 근거리 무선 통신이 가능한 USIM에 사용되는 장치도 포함한다.

모토로라는 MIFARE 제품과 유사한 칩을 유선 논리 버전으로 개발하려고 시도했지만 결국 포기했다. 이 프로젝트는 시작 시 월 백만 장의 카드를 예상했지만, 포기하기 직전에는 월 십만 장으로 줄어들었다.

1998년 필립스는 MIFARE Classic 라이선스를 히타치에 부여했다. 히타치는 NTT의 IC 전화카드용 비접촉 스마트카드 솔루션 개발을 위해 MIFARE 제품 라이선스를 받았고, 이는 1999년에 시작되어 2006년에 완료되었다. NTT 비접촉 IC 전화카드 프로젝트에는 토킨-다무라-지멘스, 히타치(기술 지원을 위한 필립스와의 계약), 덴소(모토로라만 생산) 등 세 회사가 참여했다. NTT는 작은 메모리 용량을 가진 유선 논리 칩(MIFARE Classic과 유사)과 큰 메모리 용량을 가진 칩 두 가지 버전을 요구했다. 히타치는 큰 메모리 버전만 개발하고 메모리의 일부를 잘라내어 작은 메모리 버전에 맞췄다.

히타치와의 계약은 2008년 NXP(당시 필립스 소속이 아니었다)에 의해 MIFARE Plus와 MIFARE DESFire를 히타치의 반도체 부문인 르네사스 테크놀로지에 포함하도록 업그레이드되었다.

2010년 NXP는 젬알토에 MIFARE 제품을 라이선스했다. 2011년 NXP는 오버처 테크놀로지스에 SIM 카드에 MIFARE 제품을 사용하도록 라이선스했다. 2012년 NXP는 기세케 엔트 데브리엔트와 MIFARE 제품 기반 애플리케이션을 보안 SIM 제품에 통합하는 계약을 체결했다. 이들 라이선스 업체는 근거리 무선 통신 제품을 개발하고 있다.

보안

 MIFARE Classic 
MIFARE Classic IC에서 사용되는 암호화는 48비트 키를 사용한다.

2007년 12월 카오스 통신 회의에서 헨리크 플뢰츠와 카르스텐 놀이 발표한 프레젠테이션은 MIFARE Classic 칩에 사용된 알고리즘의 부분적인 역공학을 설명했다. 이 칩의 역공학 과정을 설명하는 논문은 2008년 8월 USENIX 보안 학회에서 발표되었다.

2008년 3월, 네이메헌 랏바우트 대학교의 디지털 보안 연구 그룹은 완전한 역공학을 수행하여 MIFARE Classic 칩을 사용하는 OV-Chipkaart의 내용을 복제하고 조작할 수 있었음을 공개했다. 시연을 위해 그들은 125kHz / 13.56MHz 연구 장비인 Proxmark3 장치를 사용했다. 회로도와 소프트웨어는 2007년 조나단 웨스트휴스에 의해 자유 GNU 일반 공중 사용 허가서로 출시되었다. 그들은 libnfc 라이브러리와 결합된 일반적인 상업용 NFC 리더만을 사용하여 카드 전용 공격을 수행하는 것도 가능하다는 것을 시연했다.

네이메헌 랏바우트 대학교는 MIFARE Classic의 보안과 관련하여 4편의 과학 논문을 발표했다.
 A Practical Attack on the MIFARE Classic
 Dismantling MIFARE Classic
 Wirelessly Pickpocketing a MIFARE Classic Card
 Ciphertext-only 암호 해독 on Hardened MIFARE Classic Cards

이러한 공격에 대응하여 네덜란드 내무장관은 네덜란드 리크스패스 도입을 2008년 4분기에서 앞당길 수 있는지 조사할 것이라고 밝혔다.

NXP는 두 번째 기사의 출판을 막기 위해 사전 금지 명령을 요청했지만, 법원은 "과학 연구의 출판은 민주 사회에서 많은 무게를 가지며, 칩의 심각한 문제에 대해 사회에 알리는 것도 위험을 완화할 수 있게 하므로 마찬가지로 중요하다고 고려되어야 한다"고 언급하며 금지 명령을 기각했다.

두 독립 연구 결과는 제조업체 NXP에 의해 확인되었다. 카드에 대한 이러한 공격은 네덜란드 모든 대중교통의 유일한 허용 카드인 OV-칩카르트가 아무 일 없었다는 듯 계속 도입되는 것을 막지 못했지만, 2011년 10월 OV-칩카르트를 담당하는 회사인 TLS는 새로운 버전의 카드가 사기로부터 더 잘 보호될 것이라고 발표했다.

MIFARE Classic 암호화 Crypto-1은 2008년 노트북에서 약 200초 만에 해독될 수 있으며, 약 50비트의 알려진(또는 선택된) 키스트림이 사용 가능하다. 이 공격은 특정(일반적인) 상황에서 스니핑된 트랜잭션에서 키를 노출시키거나, 공격자가 리더 장치에 도전하여 키를 알아낼 수 있도록 한다.

다른 공격은 노트북에서 약 40ms 만에 비밀 키를 복구한다. 이 공격은 합법적인 리더와의 단 한 번의 (부분적인) 인증 시도만 필요하다.

또한 유효한 리더 장치의 도움 없이 카드에서 직접 작동하는 여러 공격이 있다. 이러한 공격은 NXP에 의해 인정되었다.
2009년 4월, MIFARE Classic에 대한 새롭고 더 나은 카드 전용 공격이 발견되었다. 이는 2009년 유로크립트 후미 세션에서 처음 발표되었다.
이 공격은 SECRYPT 2009에서 발표되었다.
이 최신 및 현재까지 가장 빠른 공격에 대한 전체 설명은 IACR 프리프린트 아카이브에서도 찾을 수 있다.
이 새로운 공격은 MIFARE Classic에 대한 모든 이전 카드 전용 공격보다 10배 이상 향상되었으며, 즉각적인 실행 시간을 가지며 비용이 많이 드는 사전 계산이 필요하지 않다. 새로운 공격은 카드에 약 300번의 쿼리를 통해 무선 상호 작용으로 MIFARE Classic 카드의 모든 섹터의 비밀 키를 복구할 수 있게 한다. 그런 다음 네이메헌 오클랜드 논문의 중첩 인증 공격과 결합하여 후속 키를 거의 즉시 복구할 수 있다. 두 공격을 결합하고 Proxmark3와 같은 올바른 하드웨어 장비를 사용하면 어떤 MIFARE Classic 카드든 10초 이내에 복제할 수 있다. 이는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 빠르다.

이러한 카드 전용 공격에 대응하기 위해 2011년경부터 MIFARE Classic EV1과 같은 새로운 "강화된" 카드가 출시되었다. 이러한 변형은 당시 공개적으로 알려진 모든 카드 전용 공격에 취약하지 않으면서도 원래 MIFARE Classic과 하위 호환성을 유지한다. 2015년, 이러한 강화된 변형에서도 비밀 키를 복구할 수 있는 새로운 카드 전용 공격이 발견되었다.
이 공격이 발견된 이후, NXP는 MIFARE Classic 제품 기반 시스템을 더 높은 보안 제품으로 마이그레이션할 것을 공식적으로 권장하고 있다.

MIFARE DESFire
2010년 11월, 루르 대학교의 보안 연구원들은 MIFARE 제품 기반 카드에 대한 부채널 공격을 자세히 설명하는 논문을 발표했다. 이 논문은 MIFARE DESFire 제품 기반 카드가 약 25달러의 상용 하드웨어 비용으로 쉽게 에뮬레이션될 수 있음을 보여주었다. 저자들은 이 부채널 공격으로 카드가 약 100밀리초 만에 복제될 수 있다고 주장했다. 또한, 논문의 저자들은 원래 복제 장치에 대한 하드웨어 회로도를 포함했으며, 이후 해당 소프트웨어, 펌웨어 및 개선된 하드웨어 회로도를 GitHub에 공개했다.

2011년 10월, 독일 보훔의 루르 대학교 데이비드 오스왈드와 크리스토프 파는 약 3,000달러에 만들 수 있는 장비를 사용하여 카드에 대한 성공적인 "부채널" 공격을 수행하는 방법을 자세히 설명했다. "Breaking MIFARE DESFire MF3ICD40: Power Analysis and Templates in the Real World"라는 제목의 논문에서, 그들은 시스템 통합업체들이 제시된 공격으로 인해 발생하는 새로운 보안 위험을 인식해야 하며, 더 이상 사용된 3DES 암호의 수학적 보안에 의존할 수 없다고 밝혔다. 따라서 예를 들어 결제 또는 접근 제어 솔루션에 사용되는 스마트 카드의 조작 또는 복제를 피하기 위해 적절한 조치를 취해야 한다. 한편으로 백엔드의 다단계 대책은 기본 RFID 플랫폼이 불안전하더라도 위협을 최소화할 수 있다." NXP는 성명서에서 이 공격은 재현하기 어려울 것이며, 2011년 말에 이미 제품을 단종할 계획이었다고 밝혔다. NXP는 또한 "성공적인 공격의 영향은 각 개별 인프라의 종단 간 시스템 보안 설계와 NXP가 권장하는 다각화된 키가 사용되는지 여부에 달려 있다. 만약 그렇다면, 도난당하거나 분실된 카드는 운영자가 사기를 감지하고 카드를 블랙리스트에 추가하는 것만으로 간단히 비활성화할 수 있지만, 이 작업은 운영자가 해당 메커니즘을 구현했다고 가정한다. 이는 상업적 목적으로 공격을 재현하는 것을 훨씬 더 어렵게 만들 것이다."라고 언급했다.

MIFARE Ultralight
2012년 9월, 보안 컨설팅 회사인 Intrepidus는 암스테르담에서 열린 EU SecWest 행사에서 "NFC For Free Rides and Rooms (on your phone)"라는 제목의 강연에서 뉴저지와 샌프란시스코 대중교통 시스템의 MIFARE Ultralight 제품 기반 요금 카드가 안드로이드 애플리케이션을 사용하여 조작될 수 있으며, 여행자들이 카드 잔액을 재설정하고 무료로 여행할 수 있음을 시연했다. 이는 칩에 대한 직접적인 공격이라기보다는 장치의 보호되지 않은 레지스터를 다시 로드하는 것이지만, 해커가 값을 대체하고 카드가 사용에 유효함을 보여줄 수 있도록 한다. 이는 온라인에 레지스터 사본을 두어 값을 분석하고 의심스러운 카드를 핫리스트에 올림으로써 극복할 수 있다. NXP는 2008년에 트리플 DES 보호 기능을 갖춘 MIFARE Ultralight C를 도입했으며, 2012년 11월에 이러한 재충전 공격을 막기 위해 세 개의 감소 전용 카운터를 갖춘 MIFARE Ultralight EV1을 도입했다고 지적하며 대응했다.

시스템 통합을 위한 고려 사항
비접촉 스마트카드 기반 시스템(예: 대중교통)의 경우 사기로부터의 보안은 여러 구성 요소에 의존하며, 카드는 그 중 하나일 뿐이다. 일반적으로 비용을 최소화하기 위해 시스템 통합 업체는 MIFARE Classic과 같은 비교적 저렴한 카드를 선택하고 백 오피스에 보안 노력을 집중한다. 카드에 추가 암호화, 거래 카운터 및 암호학에 알려진 다른 방법이 사용되어 복제된 카드를 쓸모없게 만들거나 적어도 백 오피스에서 사기 카드를 탐지하고 블랙리스트에 올릴 수 있도록 한다. 온라인 리더만 사용하는 시스템(즉, 백 오피스와 영구적으로 연결된 리더)은 오프라인 리더도 있는 시스템보다 보호하기가 더 쉽다. 오프라인 리더의 경우 실시간 확인이 불가능하고 블랙리스트가 자주 업데이트될 수 없기 때문이다.

자격증
사기 방지 및 호환성 보장의 또 다른 측면은 1998년에 도입된 자격증을 획득하여 여러 인증된 MIFARE 제품 기반 카드와 여러 리더 간의 호환성을 보장하는 것이다. 이 자격증을 통해 주요 초점은 무선 인터페이스의 비접촉 통신뿐만 아니라 MIFARE 제품 기반 카드의 모든 명령의 적절한 구현을 보장하는 데 두어졌다. 인증 프로세스는 오스트리아 연구소인 Arsenal Research에서 개발 및 수행했다. 오늘날 Arsenal Testhouse, UL 및 LSI-TEC와 같은 독립적인 테스트 하우스에서 인증 테스트를 수행하고 온라인 데이터베이스에서 인증된 제품을 제공한다.

MIFARE 제품을 사용하는 곳

 운송 

응용 프로그램 참조

기관
 노스웨스트 대학교, 남아프리카 공화국 – 학생/교직원 ID, 접근 제어, 도서관, 학생 식사, 스포츠 애플리케이션, 결제
 케임브리지 대학교 – 학생/교직원 ID 및 액세스 카드, 도서관 카드, 일부 칼리지 구내식당 결제
 퀸즐랜드 대학교 – 교직원 및 학생 ID, 접근 제어, 도서관, 복사/인쇄, 건물 접근 (MIFARE DESFire EV1)

 같이 보기 
 RFID
 학생증
 물리 보안
 NFC
 스마트카드

 각주 

 더 읽어보기 
 Dayal, Geeta, "How they hacked it: The MiFare RFID crack explained; A look at the research behind the chip compromise, 컴퓨터월드, 2008년 3월 19일.

 외부 링크 
 
 MIFARE DESFire EV1 / EV2 / EV3 비교표
 전자 정부 분야의 NXP
 MIFARE Classic에 대한 24C3 강연 MIFARE Classic 제품군의 역공학 결과를 발표하고 심각한 보안 문제를 제기하는 24C3 강연 비디오
 베를린 제24회 카오스 컴퓨터 회의 발표 MIFARE Classic 칩이 안전하지 않을 수 있다고 주장
 MIFARE Classic에 대한 실제 공격 시연 (건물 접근 제어 시스템) 네이메헌 랏바우트 대학교https://www.mersinliakaryakit.com/에서

분류:NXP 반도체
분류:비접촉식 스마트 카드