Mfkey32v2：Mifare Classic 扇区密钥计算实用指南

Mfkey32v2：Mifare Classic 扇区密钥计算实用指南

【免费下载链接】mfkey32v2Mifare Classic Key Calculator v2项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mf/mfkey32v2

Mfkey32v2 是一款专门用于从读卡器获取的加密随机数中计算 Mifare Classic 扇区密钥的开源工具。该工具通过模拟初始卡片并记录模拟卡片与读卡器之间的交互来收集加密随机数，在进行身份验证时，读卡器会向卡片发送的"随机数"可以被解密成密钥。这项技术为 RFID 安全研究人员和物联网开发者提供了可靠的密钥分析能力，帮助他们深入理解 Mifare Classic 卡片的安全机制。

实际问题场景：如何从加密通信中提取扇区密钥？

在实际的 RFID 安全研究中，研究人员经常遇到这样的问题：虽然能够捕获卡片与读卡器之间的通信数据，但无法直接获取扇区密钥来读取卡片内容。Mifare Classic 卡片使用加密算法保护扇区数据，而 Mfkey32v2 正是为了解决这个问题而设计的。

典型应用案例

假设您是一名安全研究人员，需要对某栋建筑的物理访问控制系统进行安全评估。您已经获得了员工的 Mifare Classic 门禁卡，但需要验证系统的安全性。通过以下步骤，您可以使用 Mfkey32v2 来分析系统的安全强度：

1. 收集加密随机数：使用 FlipperZero 设备模拟卡片并与读卡器交互
2. 计算扇区密钥：使用 Mfkey32v2 从收集的随机数中计算密钥
3. 验证系统安全性：分析获得的密钥强度，评估系统的安全级别

核心工作原理：从随机数到密钥的转换过程

Mfkey32v2 的核心算法基于对 Mifare Classic 加密协议的分析。当卡片与读卡器进行身份验证时，会生成一对随机数（nonce）用于加密通信。这些随机数包含了足够的信息来推导出加密密钥。

技术实现细节

Mfkey32v2 使用两个 32 位密钥流认证来恢复密钥。主要源代码文件包括：

• mfkey32v2.c- 主程序逻辑，处理参数解析和密钥计算流程
• include/crypto1.c- Crypto1 加密算法的具体实现
• include/bucketsort.c- 高效的桶排序算法，用于优化密钥搜索过程

算法的工作原理可以概括为以下步骤：

1. 从日志中提取 UID、nt、nr、ar 等参数
2. 计算标签挑战的 LFSR 后继
3. 生成用于创建 {ar} 和 {at} 的密钥流
4. 通过暴力搜索找到匹配的密钥

环境搭建与编译安装

系统要求与依赖

要使用 Mfkey32v2，您需要准备以下环境：

编译步骤

从源码编译 Mfkey32v2 是一个简单的过程：

# 克隆仓库 git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/mf/mfkey32v2 # 进入项目目录 cd mfkey32v2/ # 编译主程序 make mfkey32v2

编译完成后，您将在当前目录下获得可执行文件mfkey32v2。

Windows 环境编译

对于 Windows 用户，需要使用 MinGW 或类似的开发环境：

# 如果 mingw32-make 失败，尝试指定编译器 mingw32-make CC=gcc

数据收集：使用 FlipperZero 获取加密随机数

准备工作

在使用 Mfkey32v2 之前，您需要收集必要的加密随机数。以下是使用 FlipperZero 的标准流程：

1. 扫描 Mifare Classic 卡片：在 FlipperZero 上使用 NFC 功能扫描目标卡片
2. 验证扇区密钥状态：确认您没有所有扇区的密钥
3. 保存卡片数据：将扫描结果保存为 .nfc 文件
4. 检测读卡器：导航到 NFC → 已保存 → [您的文件] → 检测读卡器

检测读卡器过程

将 FlipperZero 靠近目标读卡器，设备会自动开始收集加密随机数。这个过程会记录卡片与读卡器之间的身份验证交互，生成包含关键参数的数据。

多种使用方式对比

Mfkey32v2 提供了几种不同的实现方式，满足不同用户的需求：

基础命令行使用

最基本的用法是直接提供参数给 mfkey32v2：

./mfkey32v2 <uid> <nt> <nr_0> <ar_0> <nt1> <nr_1> <ar_1>

实际示例：

./mfkey32v2 2a234f80 240bd022 ad2e1687 57e6f7e4 18a4bd3e accc1a23 6f10e401

输出结果：

MfKey32v2 open source Mifare Classic key-recovery tool Cracks keys by two 32bit keystream authentications Recovering key for: uid: 2a234f80 nt_0: 240bd022 {nr_0}: ad2e1687 {ar_0}: 57e6f7e4 nt_1: 18a4bd3e {nr_1}: accc1a23 {ar_1}: 6f10e401 LFSR successors of the tag challenge: nt': fdef821e nt'': 066a97e6 Keystream used to generate {ar} and {at}: ks2: aa0975fa Found Key: [a0a1a2a3a4a5]

自动化处理：使用 mfkey_extract.py 脚本

为了简化密钥提取过程，项目提供了 Python 脚本mfkey_extract.py，支持多种自动化操作模式。

脚本功能概述

# 查看帮助信息 python mfkey_extract.py -h

脚本支持的主要功能：

• CLI 模式：通过 Flipper CLI 自动提取值并计算密钥
• 提取模式：从本地 mfkey32.log 文件中提取密钥
• 缓存清理：清除 Flipper 上的缓存文件
• 备份恢复：管理用户字典文件的备份和恢复

完整自动化流程

使用 CLI 模式实现端到端的自动化：

# 1. 连接到 FlipperZero 并提取数据 python mfkey_extract.py --cli # 2. 从本地日志文件提取密钥 python mfkey_extract.py --extract /path/to/mfkey32.log # 3. 清理缓存文件 python mfkey_extract.py --clean-cache # 4. 备份用户字典 python mfkey_extract.py --bkp-user-dict

日志文件处理技巧

从 FlipperZero 的调试日志中提取关键信息时，您会看到类似这样的输出：

70795 [D][MfClassic]: 939be0d5 keyA block 3 nt/nr/ar: 4e70d691 b3a576be 02c1559b 77521 [D][MfClassic]: 939be0d5 keyA block 3 nt/nr/ar: c6efb126 d24dd966 03fc7386

可以使用以下命令快速提取参数：

# 使用 cut 命令提取 IFS=$'\n'; for line in `cut -d' ' -f6,8,10,12,14,16,18 mfkey32.log`; do echo ./mfkey32 $line; done # 使用 awk 命令提取 IFS=$'\n'; for line in `awk '{print $6 " " $8 " " $10 " " $12 " " $14 " " $16" " $18}' mfkey32.log`; do echo ./mfkey32v2 $line; done

密钥计算后的处理流程

添加密钥到字典文件

获得计算出的密钥后，需要将其添加到相应的字典文件中：

1. 定位字典文件：

   • 系统字典：mf_classic_dict.nfc
   • 用户字典：mf_classic_dict_user.nfc

2. 添加密钥：将新发现的密钥添加到字典文件的顶部

3. 清除缓存：删除 FlipperZero 上的缓存文件，确保新密钥生效

4. 重新扫描卡片：使用更新后的字典重新扫描目标卡片

验证结果

重新扫描卡片时，您应该注意到更多的扇区密钥被成功识别。这验证了 Mfkey32v2 计算出的密钥是正确的，并且可以用于访问卡片的加密扇区。

常见问题解答

Q1：Mfkey32v2 可以破解任何 Mifare Classic 卡片吗？

A：Mfkey32v2 只能计算那些在身份验证过程中收集到足够随机数的扇区密钥。它无法在没有初始卡片或足够数据的情况下工作。

Q2：为什么需要两个随机数对？

A：算法需要至少两个有效的随机数对（nt/nr/ar）来计算密钥。单个随机数对提供的信息不足以保证密钥的唯一性。

Q3：计算出的密钥可以直接用来开门吗？

A：不能。计算出的密钥是用于读取卡片扇区内容的，不是物理门的钥匙。要访问受控区域，还需要其他授权机制。

Q4：Windows 用户有哪些注意事项？

A：Windows 用户需要使用 MinGW 或 WSL 环境来编译和运行 Mfkey32v2。建议使用 Windows Subsystem for Linux 获得最佳兼容性。

Q5：如何验证计算出的密钥是否正确？

A：将密钥添加到字典文件后重新扫描卡片。如果更多的扇区被成功读取，说明密钥是正确的。

Q6：收集随机数时需要注意什么？

A：确保 FlipperZero 与读卡器的距离适当，避免通信中断。同时注意环境干扰，确保收集到完整的数据。

高级技巧与优化建议

批量处理多个日志文件

如果您有多个日志文件需要处理，可以创建批处理脚本：

#!/bin/bash for logfile in *.log; do echo "Processing $logfile..." python mfkey_extract.py --extract "$logfile" # 合并结果 cat mf_classic_dict_user.nfc >> combined_keys.nfc done sort -u combined_keys.nfc > final_keys.nfc

性能优化配置

对于大规模密钥计算，可以考虑以下优化：

1. 使用更高效的排序算法：项目中的 bucketsort 算法已经针对密钥搜索进行了优化
2. 并行处理：如果有多个日志文件，可以使用 GNU Parallel 并行处理
3. 内存优化：调整算法参数以减少内存占用

错误处理与调试

当遇到问题时，可以采取以下调试步骤：

1. 检查日志格式：确保日志文件包含完整的 nt/nr/ar 三元组
2. 验证参数顺序：确认提供给 mfkey32v2 的参数顺序正确
3. 检查编译选项：确保使用正确的编译器标志进行编译
4. 查看调试输出：增加调试输出以了解算法执行过程

法律与伦理注意事项

合法使用范围

Mfkey32v2 工具仅限用于以下合法目的：

• 安全研究和教育
• 个人拥有的设备测试
• 授权渗透测试
• 学术研究

伦理责任

作为安全研究人员，您有责任：

1. 获得明确授权：只测试您拥有或获得明确书面授权测试的系统
2. 保护数据隐私：不泄露在测试过程中获得的任何敏感信息
3. 遵循负责任的披露原则：发现漏洞后及时通知相关方
4. 尊重知识产权：不侵犯他人的知识产权

合规建议

1. 文档化测试过程：记录所有测试活动，包括时间、范围和授权
2. 限制测试范围：仅在授权范围内进行测试
3. 及时清理测试数据：测试完成后删除所有收集的数据
4. 遵守当地法律法规：了解并遵守所在地区的相关法律

进阶学习资源

技术文档参考

• Mifare Classic 1k ev1 数据手册：了解卡片的技术规格和通信协议
• Mifare Classic 4k ev1 数据手册：针对 4K 版本卡片的详细技术文档
• Mifare 识别过程文档：深入了解 Mifare 系统的身份验证机制

相关项目与工具

• Proxmark3：功能更全面的 RFID 研究工具
• ChameleonMini：可编程的 RFID 仿真设备
• RFID Research Group：专注于 RFID 安全研究的社区

社区交流渠道

• GitHub Issues：报告问题或提出功能建议
• Discord 社区：与其他用户交流使用经验
• 相关论坛：参与技术讨论和知识分享

项目贡献指南

如何参与开发

如果您希望为 Mfkey32v2 项目做出贡献，可以：

1. 报告问题：在 GitHub 上提交清晰的问题报告
2. 提交改进：通过 Pull Request 提交代码改进
3. 完善文档：帮助改进使用文档和示例
4. 测试验证：在不同环境下测试工具的功能

代码结构说明

项目的核心代码结构清晰：

mfkey32v2/ ├── mfkey32v2.c # 主程序入口 ├── mfkey_extract.py # Python 自动化脚本 ├── include/ # 头文件和算法实现 │ ├── crypto1.c # Crypto1 算法实现 │ ├── bucketsort.c # 桶排序算法 │ └── common.h # 通用定义 └── Docs/ # 文档目录

后续开发计划

项目未来的发展方向包括：

1. 性能优化：进一步优化密钥计算算法
2. 平台扩展：支持更多硬件平台
3. 用户界面改进：提供更友好的命令行界面
4. 文档完善：增加更多使用示例和教程

总结与最佳实践

Mfkey32v2 是一个强大而实用的工具，为 Mifare Classic 安全研究提供了重要的技术支持。通过掌握这项技术，您可以：

1. 深入理解 RFID 安全机制：了解 Mifare Classic 的加密原理和潜在弱点
2. 进行有效的安全评估：对物理访问控制系统进行专业的安全测试
3. 提升安全研究能力：掌握现代 RFID 系统的分析方法

记住，技术的价值在于如何应用它。始终以负责任的态度使用安全工具，遵守法律法规，为构建更安全的世界贡献力量。

重要提醒：本工具仅供教育和授权安全研究使用。请确保您拥有测试目标的明确授权，并遵守所有适用的法律法规。技术的滥用不仅违法，也会损害整个安全研究社区的声誉。

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