Интересная статья про билеты московского метрополитена.
Знакомо ли тебе желание разгадать все загадки да вскрыть все защиты Московского Метрополитена? Сделать, например, себе «вечный билет»? Но ведь специалисты метро постоянно находят все более изощренные способы защиты. Металлические жетоны сменились пластиковыми, те, в свою очередь, магнитными билетами, а на смену магнитным пришли бесконтактные карты. У многих исследователей опустились руки — кажется, будто Метрополитен стал неприступной крепостью. Но любую защиту можно обойти. И зачастую, вскрыть ее оказывается в разы проще, чем построить...
Как все начиналось
Интерес к системам подземки появился у меня давно, можно сказать, со школьной скамьи, когда в ходу еще были билеты с магнитной полосой. Тогда же (с десяток лет назад) ввели в оборот бесконтактную социальную карту для учащихся. Я стал интересоваться, что же это такое и как работает. Но в те времена и у меня не было достаточно навыков, да и информации, особенно по этим технологиям, в открытом доступе было немного. Пришлось отложить идею исследований в долгий ящик, но я пообещал себе, что обязательно к ней вернусь… Года три назад у меня снова проснулся интерес к теме метро. Я активно изучал магнитные билеты (информации по этой теме в интернетах было предостаточно) и даже собрал маленький станочек для изготовления дубликатов из двух головок от катушечных магнитофонов и небольшого количества рассыпухи. Не забыл и про свою социальную карту (уже студенческую). Но после изучения документации мне стало понятно, что система практически неприступна — чип MF1S50 Mifare Classic 1K, на базе которых изготавливаются социальные карты, защищен двумя 48‑битными ключами. На аппаратном уровне взломать его так просто не получится, а перебирать ключи можно до скончания солнечной системы. Да и картоводы, поддерживающие Classic, стоили по тем временам каких-то неподъемных денег (про Ebay я как-то не подумал, увы). Интерес к магнитным билетам быстро остыл, а социальную карту пришлось снова отложить до лучших времен.
Встречайте: «Ультралайт»
Билеты «Ультралайт» появились в нашем метро недавно, но сразу же вызвали у общественности бурный интерес. Их начали курочить, рвать, расклеивать утюгом и применять прочие методы терморектального криптоанализа. Надо признаться, жажда знаний заставила и меня раскурочить парочку. В результате их изучения и поисков в интернетах было установлено — это не что иное, как Mifare Ultralight, «облегченная» совместимая версия Mifare Classic. Беглый просмотр документации по чипам этого стандарта дал понять — встроенных систем защиты у этих карт нет. Ко всему прочему я напал на статью, детально описывающую успешный взлом похожей транспортной системы голландскими студентами. Все вместе подтолкнуло меня к новым исследованиям.
Поехали!
Для начала, разумеется, просто необходимо было где-то раздобыть беспроводной картовод, поддерживающий «Ультралайт». Было два варианта: или собрать самому (что заняло бы много времени), или купить уже готовое устройство. При мысли о втором варианте, памятуя о ценах трехгодичной давности, у меня пошли мурашки по коже. Но я все же решился посмотреть актуальные цены. И не зря! Я был приятно удивлен, узнав, что можно купить полностью функциональный девайс (OmniKey CardMan 5321), который поддерживает кучу проводных и беспроводных карт по привлекательной цене — 4000 рубликов. Конечно, не мало, но с другой стороны, это и не 10000; тем более, покупка готового ридера давала возможность сразу сосредоточиться на исследованиях билетов, а не на конструировании и отладке железа, которая могла затянуться на неопределенный срок. Вместе с ридером у той же фирмы (ISBC) был приобретен очень удобный оригинальный SDK местного производства. Он, опять же, позволил не растрачивать силы и время на написание низкоуровневки и отладку работы ПО с ридером, а сосредоточиться непосредственно на билетах.
Итак, за пару дней неспешного кодинга родилась маленькая программка, с помощью которой можно было в удобной форме наблюдать и править всю внутреннюю структуру «Ультралайтов». Тогда я начал изучать билеты.
Глухая стена
В процессе изучения через мой ридер прошло очень много билетов. Какие-то я, закатав рукава, доставал «из помойки», какие-то покупал — смотрел, что на них записано, затем проходил и смотрел еще раз. Это были билеты почти всех типов, за исключением, пожалуй, проездного «Ультралайта» на 70 поездок. Через пару недель у меня накопилась большая и отсортированная база дампов разных билетов и в разных состояниях. Были и дампы, снятые с одного и того же билета после каждой поездки, и несколько билетов с метрополитеновскими номерами, идущими подряд. В мою коллекцию попало даже несколько дампов двух разных временных единых социальных билетов (один был выдан сроком на 5 дней, другой на 30), снятых через некоторый временной интервал. Это оказались очень интересные экземпляры, и при этом очень редкие (мне они доставались из первых рук с немедленным возвратом, только на «прочитать»). По сути, это почти единственный тип «Ультралайтов», который работает не только в метро, но и на наземном транспорте. К тому же, только у этого типа билетов вообще нет ограничения на количество поездок. Впоследствии, именно они сослужили мне большую службу…
Весь этот зоопарк я собирал с одной целью — четко определить структуру и формат записи данных на билете. Конечно, какие-то поля были видны сразу, невооруженным глазом, но некоторые нет. Например, я не сразу понял, где записан номер билета метро (тот самый, который на нем напечатан). Осознание пришло совершенно случайно. Дело в том, что я (как и, думаю, большинство из нас), смотря в хекс, привык выравнивать для себя информацию по байтам и мыслить, минимум, байтами. Выяснилось, что здесь этот подход неверен. Глядя на дамп билета, нужно мыслить более мелкими единицами — тетрадами, а иногда и битами. Понял я это тогда, когда «узрел» наконец номер билета, — он оказался сдвинут на 4 бита относительно начала байта, а оставшиеся 4 бита с той и с другой стороны номера занимала прочая служебная информация.
Через некоторое время формат записи данных на билеты стал почти полностью понятен. Стало очевидно, где и как хранятся все даты, счетчики, идентификаторы. Оставалась лишь пара полей, назначение которых было неясно просто потому, что от дампа к дампу данные в них были одинаковы.
Но на этом вся радость и закончилась — глупо было бы предполагать, что такие билеты могут оставить незащищенными. В каждом дампе было 32 бита различной информации, никак не коррелировавшей с остальным содержимым. Я предположил, что это своего рода контрольная сумма, «хэш» данных, написанных на билете. Все попытки прикинуть или рассчитать эти 32 бита обернулись полным провалом (в частности, было предположение, что это какой-то вид CRC32, с нестандартным полиномом и стартовым значением). При попытке изменить хотя бы полтора бита информации внутри билета терминал проверки в метро высвечивал «ПЛОХОЙ БИЛЕТ», увесистым домкратом заколачивая последние гвозди в крышку гроба. Конечно, были попытки обойти систему и другими способами, например, попытаться скопировать билет на чистую карту один-в-один (тут, увы, помешал заводской серийник, который, как выяснилось, тоже участвовал в генерации «хэша») или выставить биты блокировок так, чтобы запретить турникету изменять содержимое билета. Проверочный терминал такой «вечный» билетик признавал, но турникет пускать отказывался... Таким образом, я уперся в стену. В ту большую, крепкую бетонную стену, об которую многие имеют привычку убиваться с разбега. Не найдя никакой информации на форумах и досках, я решил, что на этом мои исследования закончены — путей больше нет, и поставил жирную точку. Как выяснилось, зря...
Странное знакомство
Сентябрьский вечер ничем не отличался от других. Уже почти наступила ночь, на улице было прохладно и сыро. Я сидел перед экраном монитора, и, попивая теплый, чуть сладкий зеленый чай, мирно разводил плату для очередной своей поделки. DipTarce, немного башорга, аська... Кто-то позвонил по скайпу — отвлекают! Опять аська, опять DipTrace — в общем, все как обычно. В очередной раз на передний план вывалилось окно аськи — кто-то, доселе мне неизвестный, написал «Привет». Я, ничтоже сумняшеся, ответил тем же. Следующее сообщение явилось переломным во всей истории: «Ты вроде метро интересуешься, у меня тут кое-какое барахлишко есть. Если интересно, давай встретимся, я тебе передам».
Сначала меня это немного смутило и насторожило (может быть, развод или подстава, а может, и «спецслужбы» заинтересовались — паранойя берет свое), но потом я подумал: почему бы и нет? Спецслужбы мной интересоваться вряд ли бы стали, а почвы для развода, и уж тем более, для подставы тут вроде бы и нет. После недолгой беседы мы договорились о встрече днем, в центре зала одной из станций московского метро. Незнакомец оказался высоким молодым человеком, в очках, с большим черным полиэтиленовым пакетом в руках. Мы поздоровались, затем он передал мне пакет со словами: «На, держи. Мне это все равно не пригодилось, может тебе будет полезно». Заглянув внутрь, я увидел два метрошных терминала, переложенных газетами, несколько хаотично разбросанных белых пластиковых карточек и болванку в коробочке. На мой вопрос о том, сколько я за это должен (денег), парень помотал головой, улыбнулся и сказал: «Да ты что, никто ничего никому не должен, занимайся... Так, мне уже бежать надо, вон и поезд мой как раз! Давай, пока!». С этими словами он убежал, запрыгнул в уже закрывающиеся двери вагона и уехал. А я, признаюсь, немного в непонятках поехал домой.
Контакт из аськи я на всякий случай удалил, заодно почистив контакт-лист на сервере и прибрав логи (еще раз привет, паранойя). В конце концов, напишет еще раз, если что. Но больше он мне так и не написал...
Явление софта народу
Придя домой, я разобрал пакет. Второй из терминалов оказался автобусным валидатором (тяжеленный, блин!); карточки были Mifare Classic 1K (чистые), а на диске красовался один единственный архив. После беглого ознакомления с с
Как все начиналось
Интерес к системам подземки появился у меня давно, можно сказать, со школьной скамьи, когда в ходу еще были билеты с магнитной полосой. Тогда же (с десяток лет назад) ввели в оборот бесконтактную социальную карту для учащихся. Я стал интересоваться, что же это такое и как работает. Но в те времена и у меня не было достаточно навыков, да и информации, особенно по этим технологиям, в открытом доступе было немного. Пришлось отложить идею исследований в долгий ящик, но я пообещал себе, что обязательно к ней вернусь… Года три назад у меня снова проснулся интерес к теме метро. Я активно изучал магнитные билеты (информации по этой теме в интернетах было предостаточно) и даже собрал маленький станочек для изготовления дубликатов из двух головок от катушечных магнитофонов и небольшого количества рассыпухи. Не забыл и про свою социальную карту (уже студенческую). Но после изучения документации мне стало понятно, что система практически неприступна — чип MF1S50 Mifare Classic 1K, на базе которых изготавливаются социальные карты, защищен двумя 48‑битными ключами. На аппаратном уровне взломать его так просто не получится, а перебирать ключи можно до скончания солнечной системы. Да и картоводы, поддерживающие Classic, стоили по тем временам каких-то неподъемных денег (про Ebay я как-то не подумал, увы). Интерес к магнитным билетам быстро остыл, а социальную карту пришлось снова отложить до лучших времен.
Встречайте: «Ультралайт»
Билеты «Ультралайт» появились в нашем метро недавно, но сразу же вызвали у общественности бурный интерес. Их начали курочить, рвать, расклеивать утюгом и применять прочие методы терморектального криптоанализа. Надо признаться, жажда знаний заставила и меня раскурочить парочку. В результате их изучения и поисков в интернетах было установлено — это не что иное, как Mifare Ultralight, «облегченная» совместимая версия Mifare Classic. Беглый просмотр документации по чипам этого стандарта дал понять — встроенных систем защиты у этих карт нет. Ко всему прочему я напал на статью, детально описывающую успешный взлом похожей транспортной системы голландскими студентами. Все вместе подтолкнуло меня к новым исследованиям.
Поехали!
Для начала, разумеется, просто необходимо было где-то раздобыть беспроводной картовод, поддерживающий «Ультралайт». Было два варианта: или собрать самому (что заняло бы много времени), или купить уже готовое устройство. При мысли о втором варианте, памятуя о ценах трехгодичной давности, у меня пошли мурашки по коже. Но я все же решился посмотреть актуальные цены. И не зря! Я был приятно удивлен, узнав, что можно купить полностью функциональный девайс (OmniKey CardMan 5321), который поддерживает кучу проводных и беспроводных карт по привлекательной цене — 4000 рубликов. Конечно, не мало, но с другой стороны, это и не 10000; тем более, покупка готового ридера давала возможность сразу сосредоточиться на исследованиях билетов, а не на конструировании и отладке железа, которая могла затянуться на неопределенный срок. Вместе с ридером у той же фирмы (ISBC) был приобретен очень удобный оригинальный SDK местного производства. Он, опять же, позволил не растрачивать силы и время на написание низкоуровневки и отладку работы ПО с ридером, а сосредоточиться непосредственно на билетах.
Итак, за пару дней неспешного кодинга родилась маленькая программка, с помощью которой можно было в удобной форме наблюдать и править всю внутреннюю структуру «Ультралайтов». Тогда я начал изучать билеты.
Глухая стена
В процессе изучения через мой ридер прошло очень много билетов. Какие-то я, закатав рукава, доставал «из помойки», какие-то покупал — смотрел, что на них записано, затем проходил и смотрел еще раз. Это были билеты почти всех типов, за исключением, пожалуй, проездного «Ультралайта» на 70 поездок. Через пару недель у меня накопилась большая и отсортированная база дампов разных билетов и в разных состояниях. Были и дампы, снятые с одного и того же билета после каждой поездки, и несколько билетов с метрополитеновскими номерами, идущими подряд. В мою коллекцию попало даже несколько дампов двух разных временных единых социальных билетов (один был выдан сроком на 5 дней, другой на 30), снятых через некоторый временной интервал. Это оказались очень интересные экземпляры, и при этом очень редкие (мне они доставались из первых рук с немедленным возвратом, только на «прочитать»). По сути, это почти единственный тип «Ультралайтов», который работает не только в метро, но и на наземном транспорте. К тому же, только у этого типа билетов вообще нет ограничения на количество поездок. Впоследствии, именно они сослужили мне большую службу…
Весь этот зоопарк я собирал с одной целью — четко определить структуру и формат записи данных на билете. Конечно, какие-то поля были видны сразу, невооруженным глазом, но некоторые нет. Например, я не сразу понял, где записан номер билета метро (тот самый, который на нем напечатан). Осознание пришло совершенно случайно. Дело в том, что я (как и, думаю, большинство из нас), смотря в хекс, привык выравнивать для себя информацию по байтам и мыслить, минимум, байтами. Выяснилось, что здесь этот подход неверен. Глядя на дамп билета, нужно мыслить более мелкими единицами — тетрадами, а иногда и битами. Понял я это тогда, когда «узрел» наконец номер билета, — он оказался сдвинут на 4 бита относительно начала байта, а оставшиеся 4 бита с той и с другой стороны номера занимала прочая служебная информация.
Через некоторое время формат записи данных на билеты стал почти полностью понятен. Стало очевидно, где и как хранятся все даты, счетчики, идентификаторы. Оставалась лишь пара полей, назначение которых было неясно просто потому, что от дампа к дампу данные в них были одинаковы.
Но на этом вся радость и закончилась — глупо было бы предполагать, что такие билеты могут оставить незащищенными. В каждом дампе было 32 бита различной информации, никак не коррелировавшей с остальным содержимым. Я предположил, что это своего рода контрольная сумма, «хэш» данных, написанных на билете. Все попытки прикинуть или рассчитать эти 32 бита обернулись полным провалом (в частности, было предположение, что это какой-то вид CRC32, с нестандартным полиномом и стартовым значением). При попытке изменить хотя бы полтора бита информации внутри билета терминал проверки в метро высвечивал «ПЛОХОЙ БИЛЕТ», увесистым домкратом заколачивая последние гвозди в крышку гроба. Конечно, были попытки обойти систему и другими способами, например, попытаться скопировать билет на чистую карту один-в-один (тут, увы, помешал заводской серийник, который, как выяснилось, тоже участвовал в генерации «хэша») или выставить биты блокировок так, чтобы запретить турникету изменять содержимое билета. Проверочный терминал такой «вечный» билетик признавал, но турникет пускать отказывался... Таким образом, я уперся в стену. В ту большую, крепкую бетонную стену, об которую многие имеют привычку убиваться с разбега. Не найдя никакой информации на форумах и досках, я решил, что на этом мои исследования закончены — путей больше нет, и поставил жирную точку. Как выяснилось, зря...
Странное знакомство
Сентябрьский вечер ничем не отличался от других. Уже почти наступила ночь, на улице было прохладно и сыро. Я сидел перед экраном монитора, и, попивая теплый, чуть сладкий зеленый чай, мирно разводил плату для очередной своей поделки. DipTarce, немного башорга, аська... Кто-то позвонил по скайпу — отвлекают! Опять аська, опять DipTrace — в общем, все как обычно. В очередной раз на передний план вывалилось окно аськи — кто-то, доселе мне неизвестный, написал «Привет». Я, ничтоже сумняшеся, ответил тем же. Следующее сообщение явилось переломным во всей истории: «Ты вроде метро интересуешься, у меня тут кое-какое барахлишко есть. Если интересно, давай встретимся, я тебе передам».
Сначала меня это немного смутило и насторожило (может быть, развод или подстава, а может, и «спецслужбы» заинтересовались — паранойя берет свое), но потом я подумал: почему бы и нет? Спецслужбы мной интересоваться вряд ли бы стали, а почвы для развода, и уж тем более, для подставы тут вроде бы и нет. После недолгой беседы мы договорились о встрече днем, в центре зала одной из станций московского метро. Незнакомец оказался высоким молодым человеком, в очках, с большим черным полиэтиленовым пакетом в руках. Мы поздоровались, затем он передал мне пакет со словами: «На, держи. Мне это все равно не пригодилось, может тебе будет полезно». Заглянув внутрь, я увидел два метрошных терминала, переложенных газетами, несколько хаотично разбросанных белых пластиковых карточек и болванку в коробочке. На мой вопрос о том, сколько я за это должен (денег), парень помотал головой, улыбнулся и сказал: «Да ты что, никто ничего никому не должен, занимайся... Так, мне уже бежать надо, вон и поезд мой как раз! Давай, пока!». С этими словами он убежал, запрыгнул в уже закрывающиеся двери вагона и уехал. А я, признаюсь, немного в непонятках поехал домой.
Контакт из аськи я на всякий случай удалил, заодно почистив контакт-лист на сервере и прибрав логи (еще раз привет, паранойя). В конце концов, напишет еще раз, если что. Но больше он мне так и не написал...
Явление софта народу
Придя домой, я разобрал пакет. Второй из терминалов оказался автобусным валидатором (тяжеленный, блин!); карточки были Mifare Classic 1K (чистые), а на диске красовался один единственный архив. После беглого ознакомления с с
