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[安防] IC原理、结构的学习,并改造一个IC卡

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发表于 2023-9-22 17:06:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 jf201006 于 2023-9-22 17:10 编辑

本帖分为三部分:
一是IC卡的原理
二是IC卡的结构
三是改造一个IC卡

一、S50M1)卡介绍
1、S50(M1)卡基础知识
01 M1卡基础.JPG
1.每张卡有唯一的序列号,32位(bit)。
2.卡的容量是8Kbit的EEPROM。
3.分为16个扇区,每个扇区分为4块,每块16个字节,以块为存取单位。
4.每个扇区都有独立的两组密码和访问控制权限。
2、内部信息
扇区0的块0用来固化厂商代码。
02 0区0块.JPG
每个扇区的块3作为控制块,存放:密码A(6字节)、存取控制(4字节)、密码B(6字节)。
03 控制块.JPG
每个扇区的块0、1、2作为数据块,其作用如下:
1.作为一般的数据存储,可以对其中的数据进行读写操作;
2.用作数据值,可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。
3、存取控制
每个扇区的密码和存取控制都是独立的,存取控制是4个字节,即32位(在块3中)。每个块都有存取条件,存取条件是由密码和存取控制共同决定的。每个块都有相应的三个控制位,这三个控制位存在于存取控制字节中,相应的控制位决定了该块的访问权限,控制位如图:
04 控制位.JPG
就是说,每个扇区的所有块的存取条件控制位,都放在了该扇区的块3中,如图:
05 存取条件控制位.JPG
4、数据块的存取控制
对数据块,与就是块0、1、2的存取控制是由对应块的控制位来决定的:
06 数据块访问条件.JPG
表中A/B表示密码A或密码B,N表示任何条件下都不能实现。
如:当块0的存取控制位C10C20C30=100时:
验证密码A或密码B正确后可读取;验证密码B正确后可写,不能进行增值、减值操作。
从表中得知:对数据块的存取控制,由于存取控制由三个控制位所决定,所以相应的访问条件就产生了8种。 要想对数据块进行操作,首先要看该数据块的控制位是否允许对数据块的操作,如果允许操作,再看需要验证什么密码,只有验证密码正确后才可以对该数据块执行相应操作。 一般密码A的初始(默认)值都是0xFF078069。
07 FF078069.JPG

对应的控制位:
08 FF078069.JPG
5、控制块的存取控
块3(控制块)的存取操作与数据块不同,如图:
09 控制块访问条件.JPG
如:当块3 的存取控制位C13C23C23=001时:
密码A:不可读取,验证密码A或密码B正确后,可写;
存取控制:验证密码A或密码B正确后,可读取,可写;
密码B:验证密码A或密码B正确后,可读取,可写。
其默认的数制控制和控制块的控制如下:
10 默认.JPG
6、工作原理
电气部分: 卡片的电气部分由一个天线和一个芯片组成。
天线:就是几组绕线的线圈,体积小。
芯片:已经封装在芯片内 ASIC(专用集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路)。 目前用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和 FPGA(现场可编程逻辑阵列)来进行ASIC设计是最为流行的方式之一,它们的共性是都具有用户现场可编程特性,都支持边界扫描技术,但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点,这样理解,ASIC就是卡片特点的一个集成电路。 卡片的ASIC包含了一个高速(106KB)的RF接口、一个控制单元、一个8K的EEPROM
工作过程: 读卡器会向M1卡发送一组固定频率的电磁波,卡片内有一个LC串联谐振电路,其工作频率与读卡器发送的电磁波频率相同,遂在电磁波的激励下,LC串联谐振电路会发生共振,从而使电容内产生电荷,在电容的另一端接有一个单向导电的电子泵,电子泵将产生的电荷转移到另一个电容中存储。当存储电容中的电荷达到2V的时候,此时电容就作为电源为其他电路提供工作电压,所以卡片就可以向读卡器发送数据,或者从读卡器接收数据,实现了读卡器与卡片的通信。
7、M1与读卡器的通信
通信的流程图如示:
11 通信流程.jpg
复位应答(Request) M1卡的通信协议和通信波特率是定义好的,当有卡片进入读卡器的工作范围时,读卡器要以特定的协议与卡片通信,从而确定卡片的卡型。
防冲突机制(AnticollisionLoop) 当有多张卡片进入读写器操作范围时,会从中选择一张卡片进行操作,并返回选中卡片的序列号。
选择卡片(SelectTag) 选择被选中的卡的序列号,并同时返回卡的容量代码。
三次相互确认(3 Pass Authentication) 选定要处理的卡片后,读写器就要确定访问的扇区号,并且对扇区密码进行密码校验。在三次互相认证后就可以通过加密流进行通信。每次在选择扇区的时候都要进行扇区的密码校验。
对数据块的操作:读(Read):读一个块的数据;写(Write):在一个块中写数据;增值(Increment):对数据块中的数值进行加值;减值(Decrement):对数据块中的数值进行减值;传输(Transfer):将数据寄存器中的内容写入数据块中;中止(Halt):暂停卡片的工作;
二、
IC卡的结构
以前使用ID卡的较多,现在IC卡较多。
ID卡全称身份识别卡(Identification Card),是一种不可写入的感应卡,含固定的编号,工作频率是125KHz,属于低频。
IC卡全称集成电路卡(Integrated CircuitCard),又称智能卡。可读写,容量大,有加密功能,数据记录安全可靠,频率是13.56MHz,属于高频。
主要有PHILIP的Mifare系列卡(俗称M1卡),和复旦卡(S50)。
IC卡因其工件频率高,天线(线圈)小,可以做成各种形状。标准的IC卡(大卡)与ID卡是一样大小的,但ID卡较IC卡要厚一些。X宝上的IC卡读取设备有些还是支持ID卡的复制的。
001 ID卡和IC卡.jpg
1IDID卡正面有一串数字。
002 ID卡.jpg
有芯片、有线圈(天线),线圈线径细,匝数很多。
003 ID卡细节.jpg
2ICIC卡很薄,有芯片、有线圈。
005 IC卡情况.jpg
很不好拆,剪开后,断面可见线圈(天线)。
006 IC卡断面.jpg
内部大概就是这样的。
007 模拟.jpg
3、水滴卡
就是水滴形状的IC卡,也是有芯片、有线圈。
011 水滴卡.jpg
012 内部.jpg
线圈的情况。
013 线圈情况.jpg
线径略粗于大卡,圈数要多于大卡。
014 线圈情况2.jpg
4、还有些如滴胶IC卡等,主打小巧、可爱。但基本结构是一样的,由芯片和线圈组成的。
大卡和小的卡,在读写方面都一样,只是大卡的距离略胜上点。
卡片就这么随便一放就可以读写。
015 大卡距离远些.jpg
三、改造一下IC卡
每次到老爸家去,要带上进单元门的IC卡和开门的遥控器。很是不方便,所以有想法将其二合一。其实可以直接通过手机的NFC加一个门禁卡的,但本人的手机没有NFC功能。
这个开门器是自己加装的,另有一帖。为了方便,两个遥控器,一个留在家里,一个我拿着,不用进门时再耽误时间了。
知道了IC卡原理,以下改造就很简单
1、拆开门禁卡
这种水滴卡,正面的小圆圈,撬一下就可以拆开。图中标错了,应该是门禁卡。
017 拆梯控卡.jpg
取下芯片,用漆包线自己绕一个线圈,焊接上芯片。
018 取出芯片.jpg
线圈的情况,比水滴卡的直径大一点,用了7圈。
019 制作线圈.jpg
2、与遥控器合体
将遥控器拆开。
021 拆遥控器.jpg
在后盖上放上新做的IC卡电路,注意绝缘。
022 放入IC卡.jpg
装回遥控器主板。
024 装主板.jpg
3、进行测试
在读卡器上成功读取到信息。
025 测试.jpg
在按下遥控器发射按钮时,仍然能正常读取信息。
026 按下键 正常工作.jpg
4、实际使用
可以用这个遥控器进行单元门的开启。
27 正常使用.jpg
遥控器开家门也正常。
改造成功。
明天,杭州第19届亚运会就开幕了,
亚运会圆满成功!
祝我运动健儿取得好成绩!!

谢谢观赏!
祝坛友们中秋、国庆双节快乐!!

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发表于 2023-9-22 17:21:22 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
rc522可以读写卡使用spi通讯不像532可以uart通讯

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发表于 2023-9-22 17:36:32 | 显示全部楼层
99年做mifare卡的公交卡项目, 2000年上海展会就看到自动制卡机了, 好像现在是便宜了但是工艺反倒退步了

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发表于 2023-9-22 17:43:46 | 显示全部楼层
记得很久之前有个论坛是专门研究这个的,包括各种RF卡的读,写,破解,复制等等,后来有一段时间没上,等想起来想上去看看的时候已经打不开了,不知道是换域名了还是真的关了。反正那时候各种卡各种改造,反正技术就是在一次次尝试下出来的。老实说,早个十几年,就在深圳多出租屋的地方开个复制水滴开门感应的店,一个月也能赚不少

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发表于 2023-9-22 17:49:23 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
楼主是高手,我只有看看羡慕的份。

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发表于 2023-9-22 18:01:56 | 显示全部楼层
楼主有心人,遥控器的空间刚好放得下线圈和ic,我也想试试了

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发表于 2023-9-22 18:22:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 ronaldo2028 于 2023-9-22 18:23 编辑

之前很喜欢在JLC自己设计,免费打板玩这个IC卡

双面6灯交通卡

                               
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4合1 4色 交通&门禁卡
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发表于 2023-9-22 19:04:57 | 显示全部楼层
ICIPIQ卡,通通告诉我密码
     
楼主说了半天ABC,还以为后面要破解。。。。

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jf201006 + 6 守法公民。。。

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发表于 2023-9-22 19:05:21 | 显示全部楼层
都是高手,羡慕

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发表于 2023-9-22 20:01:35 | 显示全部楼层
只能感叹楼主高手!

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发表于 2023-9-22 20:26:44 | 显示全部楼层
学习了,楼主好技术

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发表于 2023-9-22 21:47:32 | 显示全部楼层
有那种像圆形贴纸的卡,可以贴在手机背面
一开始我也以为lz要破解呢

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jf201006 + 6 歡迎探討

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发表于 2023-9-22 21:53:52 | 显示全部楼层
介绍的很详细

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发表于 2023-9-22 21:57:03 | 显示全部楼层
ronaldo2028 发表于 2023-9-22 18:22
之前很喜欢在JLC自己设计,免费打板玩这个IC卡

双面6灯交通卡

线圈在PCB上的吧?加上4颗IC芯片和 4颗IC选择按钮
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发表于 2023-9-22 22:42:09 | 显示全部楼层
学习了 码住 ,要仔细读

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发表于 2023-9-22 23:28:03 | 显示全部楼层
楼主辛苦啦,学习了

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发表于 2023-9-23 00:13:48 | 显示全部楼层
科普贴,先收藏备用。

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发表于 2023-9-23 08:09:55 | 显示全部楼层
讲的很详细 学习了

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发表于 2023-9-23 09:15:52 | 显示全部楼层
谢谢科普,长知识了!

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