]> cvs.zerfleddert.de Git - proxmark3-svn/commitdiff
added mfkey
authorroel@libnfc.org <roel@libnfc.org@ef4ab9da-24cd-11de-8aaa-f3a34680c41f>
Sun, 1 Jul 2012 07:38:26 +0000 (07:38 +0000)
committerroel@libnfc.org <roel@libnfc.org@ef4ab9da-24cd-11de-8aaa-f3a34680c41f>
Sun, 1 Jul 2012 07:38:26 +0000 (07:38 +0000)
tools/mfkey/Makefile [new file with mode: 0755]
tools/mfkey/crapto1.c [new file with mode: 0755]
tools/mfkey/crapto1.h [new file with mode: 0755]
tools/mfkey/crypto1.c [new file with mode: 0755]
tools/mfkey/example_trace.txt [new file with mode: 0644]
tools/mfkey/mfkey.c [new file with mode: 0755]

diff --git a/tools/mfkey/Makefile b/tools/mfkey/Makefile
new file mode 100755 (executable)
index 0000000..e70ee48
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,17 @@
+CC = gcc
+LD = gcc
+CFLAGS = -Wall -Winline -O4
+LDFLAGS = -fPIC
+
+OBJS = crapto1.o crypto1.o
+HEADERS = 
+EXES = mfkey
+LIBS =
+       
+all: $(OBJS) $(EXES) $(LIBS)
+
+% : %.c $(OBJS)
+       $(LD) $(CFLAGS) -o $@ $< $(OBJS) $(LDFLAGS)
+
+clean: 
+       rm -f $(OBJS) $(EXES) $(LIBS) 
diff --git a/tools/mfkey/crapto1.c b/tools/mfkey/crapto1.c
new file mode 100755 (executable)
index 0000000..9d491d1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,478 @@
+/*  crapto1.c\r
+\r
+    This program is free software; you can redistribute it and/or\r
+    modify it under the terms of the GNU General Public License\r
+    as published by the Free Software Foundation; either version 2\r
+    of the License, or (at your option) any later version.\r
+\r
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,\r
+    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
+    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
+    GNU General Public License for more details.\r
+\r
+    You should have received a copy of the GNU General Public License\r
+    along with this program; if not, write to the Free Software\r
+    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,\r
+    Boston, MA  02110-1301, US$\r
+\r
+    Copyright (C) 2008-2008 bla <blapost@gmail.com>\r
+*/\r
+#include "crapto1.h"\r
+#include <stdlib.h>\r
+\r
+#if !defined LOWMEM && defined __GNUC__\r
+static uint8_t filterlut[1 << 20];\r
+static void __attribute__((constructor)) fill_lut()\r
+{\r
+        uint32_t i;\r
+        for(i = 0; i < 1 << 20; ++i)\r
+                filterlut[i] = filter(i);\r
+}\r
+#define filter(x) (filterlut[(x) & 0xfffff])\r
+#endif\r
+\r
+static void quicksort(uint32_t* const start, uint32_t* const stop)\r
+{\r
+       uint32_t *it = start + 1, *rit = stop;\r
+\r
+       if(it > rit)\r
+               return;\r
+\r
+       while(it < rit)\r
+               if(*it <= *start)\r
+                       ++it;\r
+               else if(*rit > *start)\r
+                       --rit;\r
+               else\r
+                       *it ^= (*it ^= *rit, *rit ^= *it);\r
+\r
+       if(*rit >= *start)\r
+               --rit;\r
+       if(rit != start)\r
+               *rit ^= (*rit ^= *start, *start ^= *rit);\r
+\r
+       quicksort(start, rit - 1);\r
+       quicksort(rit + 1, stop);\r
+}\r
+/** binsearch\r
+ * Binary search for the first occurence of *stop's MSB in sorted [start,stop]\r
+ */\r
+static inline uint32_t* binsearch(uint32_t *start, uint32_t *stop)\r
+{\r
+       uint32_t mid, val = *stop & 0xff000000;\r
+       while(start != stop)\r
+               if(start[mid = (stop - start) >> 1] > val)\r
+                       stop = &start[mid];\r
+               else\r
+                       start += mid + 1;\r
+\r
+       return start;\r
+}\r
+\r
+/** update_contribution\r
+ * helper, calculates the partial linear feedback contributions and puts in MSB\r
+ */\r
+static inline void\r
+update_contribution(uint32_t *item, const uint32_t mask1, const uint32_t mask2)\r
+{\r
+       uint32_t p = *item >> 25;\r
+\r
+       p = p << 1 | parity(*item & mask1);\r
+       p = p << 1 | parity(*item & mask2);\r
+       *item = p << 24 | (*item & 0xffffff);\r
+}\r
+\r
+/** extend_table\r
+ * using a bit of the keystream extend the table of possible lfsr states\r
+ */\r
+static inline void\r
+extend_table(uint32_t *tbl, uint32_t **end, int bit, int m1, int m2, uint32_t in)\r
+{\r
+       in <<= 24;\r
+       for(*tbl <<= 1; tbl <= *end; *++tbl <<= 1)\r
+               if(filter(*tbl) ^ filter(*tbl | 1)) {\r
+                       *tbl |= filter(*tbl) ^ bit;\r
+                       update_contribution(tbl, m1, m2);\r
+                       *tbl ^= in;\r
+               } else if(filter(*tbl) == bit) {\r
+                       *++*end = tbl[1];\r
+                       tbl[1] = tbl[0] | 1;\r
+                       update_contribution(tbl, m1, m2);\r
+                       *tbl++ ^= in;\r
+                       update_contribution(tbl, m1, m2);\r
+                       *tbl ^= in;\r
+               } else\r
+                       *tbl-- = *(*end)--;\r
+}\r
+/** extend_table_simple\r
+ * using a bit of the keystream extend the table of possible lfsr states\r
+ */\r
+static inline void extend_table_simple(uint32_t *tbl, uint32_t **end, int bit)\r
+{\r
+       for(*tbl <<= 1; tbl <= *end; *++tbl <<= 1)\r
+               if(filter(*tbl) ^ filter(*tbl | 1))\r
+                       *tbl |= filter(*tbl) ^ bit;\r
+               else if(filter(*tbl) == bit) {\r
+                       *++*end = *++tbl;\r
+                       *tbl = tbl[-1] | 1;\r
+               } else\r
+                       *tbl-- = *(*end)--;\r
+}\r
+/** recover\r
+ * recursively narrow down the search space, 4 bits of keystream at a time\r
+ */\r
+static struct Crypto1State*\r
+recover(uint32_t *o_head, uint32_t *o_tail, uint32_t oks,\r
+       uint32_t *e_head, uint32_t *e_tail, uint32_t eks, int rem,\r
+       struct Crypto1State *sl, uint32_t in)\r
+{\r
+       uint32_t *o, *e, i;\r
+\r
+       if(rem == -1) {\r
+               for(e = e_head; e <= e_tail; ++e) {\r
+                       *e = *e << 1 ^ parity(*e & LF_POLY_EVEN) ^ !!(in & 4);\r
+                       for(o = o_head; o <= o_tail; ++o, ++sl) {\r
+                               sl->even = *o;\r
+                               sl->odd = *e ^ parity(*o & LF_POLY_ODD);\r
+                               sl[1].odd = sl[1].even = 0;\r
+                       }\r
+               }\r
+               return sl;\r
+       }\r
+\r
+       for(i = 0; i < 4 && rem--; i++) {\r
+               oks >>= 1;\r
+               eks >>= 1;\r
+               in >>= 2;\r
+               extend_table(o_head, &o_tail, oks & 1, LF_POLY_EVEN << 1 | 1,\r
+                            LF_POLY_ODD << 1, 0);\r
+               if(o_head > o_tail)\r
+                       return sl;\r
+\r
+               extend_table(e_head, &e_tail, eks & 1, LF_POLY_ODD,\r
+                            LF_POLY_EVEN << 1 | 1, in & 3);\r
+               if(e_head > e_tail)\r
+                       return sl;\r
+       }\r
+\r
+       quicksort(o_head, o_tail);\r
+       quicksort(e_head, e_tail);\r
+\r
+       while(o_tail >= o_head && e_tail >= e_head)\r
+               if(((*o_tail ^ *e_tail) >> 24) == 0) {\r
+                       o_tail = binsearch(o_head, o = o_tail);\r
+                       e_tail = binsearch(e_head, e = e_tail);\r
+                       sl = recover(o_tail--, o, oks,\r
+                                    e_tail--, e, eks, rem, sl, in);\r
+               }\r
+               else if(*o_tail > *e_tail)\r
+                       o_tail = binsearch(o_head, o_tail) - 1;\r
+               else\r
+                       e_tail = binsearch(e_head, e_tail) - 1;\r
+\r
+       return sl;\r
+}\r
+/** lfsr_recovery\r
+ * recover the state of the lfsr given 32 bits of the keystream\r
+ * additionally you can use the in parameter to specify the value\r
+ * that was fed into the lfsr at the time the keystream was generated\r
+ */\r
+struct Crypto1State* lfsr_recovery32(uint32_t ks2, uint32_t in)\r
+{\r
+       struct Crypto1State *statelist;\r
+       uint32_t *odd_head = 0, *odd_tail = 0, oks = 0;\r
+       uint32_t *even_head = 0, *even_tail = 0, eks = 0;\r
+       int i;\r
+\r
+       for(i = 31; i >= 0; i -= 2)\r
+               oks = oks << 1 | BEBIT(ks2, i);\r
+       for(i = 30; i >= 0; i -= 2)\r
+               eks = eks << 1 | BEBIT(ks2, i);\r
+\r
+       odd_head = odd_tail = malloc(sizeof(uint32_t) << 21);\r
+       even_head = even_tail = malloc(sizeof(uint32_t) << 21);\r
+       statelist =  malloc(sizeof(struct Crypto1State) << 18);\r
+       if(!odd_tail-- || !even_tail-- || !statelist) {\r
+               free(statelist);\r
+               statelist = 0;\r
+               goto out;\r
+       }\r
+\r
+       statelist->odd = statelist->even = 0;\r
+\r
+       for(i = 1 << 20; i >= 0; --i) {\r
+               if(filter(i) == (oks & 1))\r
+                       *++odd_tail = i;\r
+               if(filter(i) == (eks & 1))\r
+                       *++even_tail = i;\r
+       }\r
+\r
+       for(i = 0; i < 4; i++) {\r
+               extend_table_simple(odd_head,  &odd_tail, (oks >>= 1) & 1);\r
+               extend_table_simple(even_head, &even_tail, (eks >>= 1) & 1);\r
+       }\r
+\r
+       in = (in >> 16 & 0xff) | (in << 16) | (in & 0xff00);\r
+       recover(odd_head, odd_tail, oks,\r
+               even_head, even_tail, eks, 11, statelist, in << 1);\r
+\r
+out:\r
+       free(odd_head);\r
+       free(even_head);\r
+       return statelist;\r
+}\r
+\r
+static const uint32_t S1[] = {     0x62141, 0x310A0, 0x18850, 0x0C428, 0x06214,\r
+       0x0310A, 0x85E30, 0xC69AD, 0x634D6, 0xB5CDE, 0xDE8DA, 0x6F46D, 0xB3C83,\r
+       0x59E41, 0xA8995, 0xD027F, 0x6813F, 0x3409F, 0x9E6FA};\r
+static const uint32_t S2[] = {  0x3A557B00, 0x5D2ABD80, 0x2E955EC0, 0x174AAF60,\r
+       0x0BA557B0, 0x05D2ABD8, 0x0449DE68, 0x048464B0, 0x42423258, 0x278192A8,\r
+       0x156042D0, 0x0AB02168, 0x43F89B30, 0x61FC4D98, 0x765EAD48, 0x7D8FDD20,\r
+       0x7EC7EE90, 0x7F63F748, 0x79117020};\r
+static const uint32_t T1[] = {\r
+       0x4F37D, 0x279BE, 0x97A6A, 0x4BD35, 0x25E9A, 0x12F4D, 0x097A6, 0x80D66,\r
+       0xC4006, 0x62003, 0xB56B4, 0x5AB5A, 0xA9318, 0xD0F39, 0x6879C, 0xB057B,\r
+       0x582BD, 0x2C15E, 0x160AF, 0x8F6E2, 0xC3DC4, 0xE5857, 0x72C2B, 0x39615,\r
+       0x98DBF, 0xC806A, 0xE0680, 0x70340, 0x381A0, 0x98665, 0x4C332, 0xA272C};\r
+static const uint32_t T2[] = {  0x3C88B810, 0x5E445C08, 0x2982A580, 0x14C152C0,\r
+       0x4A60A960, 0x253054B0, 0x52982A58, 0x2FEC9EA8, 0x1156C4D0, 0x08AB6268,\r
+       0x42F53AB0, 0x217A9D58, 0x161DC528, 0x0DAE6910, 0x46D73488, 0x25CB11C0,\r
+       0x52E588E0, 0x6972C470, 0x34B96238, 0x5CFC3A98, 0x28DE96C8, 0x12CFC0E0,\r
+       0x4967E070, 0x64B3F038, 0x74F97398, 0x7CDC3248, 0x38CE92A0, 0x1C674950,\r
+       0x0E33A4A8, 0x01B959D0, 0x40DCACE8, 0x26CEDDF0};\r
+static const uint32_t C1[] = { 0x846B5, 0x4235A, 0x211AD};\r
+static const uint32_t C2[] = { 0x1A822E0, 0x21A822E0, 0x21A822E0};\r
+/** Reverse 64 bits of keystream into possible cipher states\r
+ * Variation mentioned in the paper. Somewhat optimized version\r
+ */\r
+struct Crypto1State* lfsr_recovery64(uint32_t ks2, uint32_t ks3)\r
+{\r
+       struct Crypto1State *statelist, *sl;\r
+       uint8_t oks[32], eks[32], hi[32];\r
+       uint32_t low = 0,  win = 0;\r
+       uint32_t *tail, table[1 << 16];\r
+       int i, j;\r
+\r
+       sl = statelist = malloc(sizeof(struct Crypto1State) << 4);\r
+       if(!sl)\r
+               return 0;\r
+       sl->odd = sl->even = 0;\r
+\r
+       for(i = 30; i >= 0; i -= 2) {\r
+               oks[i >> 1] = BEBIT(ks2, i);\r
+               oks[16 + (i >> 1)] = BEBIT(ks3, i);\r
+       }\r
+       for(i = 31; i >= 0; i -= 2) {\r
+               eks[i >> 1] = BEBIT(ks2, i);\r
+               eks[16 + (i >> 1)] = BEBIT(ks3, i);\r
+       }\r
+\r
+       for(i = 0xfffff; i >= 0; --i) {\r
+               if (filter(i) != oks[0])\r
+                       continue;\r
+\r
+               *(tail = table) = i;\r
+               for(j = 1; tail >= table && j < 29; ++j)\r
+                       extend_table_simple(table, &tail, oks[j]);\r
+\r
+               if(tail < table)\r
+                       continue;\r
+\r
+               for(j = 0; j < 19; ++j)\r
+                       low = low << 1 | parity(i & S1[j]);\r
+               for(j = 0; j < 32; ++j)\r
+                       hi[j] = parity(i & T1[j]);\r
+\r
+               for(; tail >= table; --tail) {\r
+                       for(j = 0; j < 3; ++j) {\r
+                               *tail = *tail << 1;\r
+                               *tail |= parity((i & C1[j]) ^ (*tail & C2[j]));\r
+                               if(filter(*tail) != oks[29 + j])\r
+                                       goto continue2;\r
+                       }\r
+\r
+                       for(j = 0; j < 19; ++j)\r
+                               win = win << 1 | parity(*tail & S2[j]);\r
+\r
+                       win ^= low;\r
+                       for(j = 0; j < 32; ++j) {\r
+                               win = win << 1 ^ hi[j] ^ parity(*tail & T2[j]);\r
+                               if(filter(win) != eks[j])\r
+                                       goto continue2;\r
+                       }\r
+\r
+                       *tail = *tail << 1 | parity(LF_POLY_EVEN & *tail);\r
+                       sl->odd = *tail ^ parity(LF_POLY_ODD & win);\r
+                       sl->even = win;\r
+                       ++sl;\r
+                       sl->odd = sl->even = 0;\r
+                       continue2:;\r
+               }\r
+       }\r
+       return statelist;\r
+}\r
+\r
+/** lfsr_rollback_bit\r
+ * Rollback the shift register in order to get previous states\r
+ */\r
+uint8_t lfsr_rollback_bit(struct Crypto1State *s, uint32_t in, int fb)\r
+{\r
+       int out;\r
+       uint8_t ret;\r
+\r
+       s->odd &= 0xffffff;\r
+       s->odd ^= (s->odd ^= s->even, s->even ^= s->odd);\r
+\r
+       out = s->even & 1;\r
+       out ^= LF_POLY_EVEN & (s->even >>= 1);\r
+       out ^= LF_POLY_ODD & s->odd;\r
+       out ^= !!in;\r
+       out ^= (ret = filter(s->odd)) & !!fb;\r
+\r
+       s->even |= parity(out) << 23;\r
+       return ret;\r
+}\r
+/** lfsr_rollback_byte\r
+ * Rollback the shift register in order to get previous states\r
+ */\r
+uint8_t lfsr_rollback_byte(struct Crypto1State *s, uint32_t in, int fb)\r
+{\r
+       int i, ret = 0;\r
+       for (i = 7; i >= 0; --i)\r
+               ret |= lfsr_rollback_bit(s, BIT(in, i), fb) << i;\r
+       return ret;\r
+}\r
+/** lfsr_rollback_word\r
+ * Rollback the shift register in order to get previous states\r
+ */\r
+uint32_t lfsr_rollback_word(struct Crypto1State *s, uint32_t in, int fb)\r
+{\r
+       int i;\r
+       uint32_t ret = 0;\r
+       for (i = 31; i >= 0; --i)\r
+               ret |= lfsr_rollback_bit(s, BEBIT(in, i), fb) << (i ^ 24);\r
+       return ret;\r
+}\r
+\r
+/** nonce_distance\r
+ * x,y valid tag nonces, then prng_successor(x, nonce_distance(x, y)) = y\r
+ */\r
+static uint16_t *dist = 0;\r
+int nonce_distance(uint32_t from, uint32_t to)\r
+{\r
+       uint16_t x, i;\r
+       if(!dist) {\r
+               dist = malloc(2 << 16);\r
+               if(!dist)\r
+                       return -1;\r
+               for (x = i = 1; i; ++i) {\r
+                       dist[(x & 0xff) << 8 | x >> 8] = i;\r
+                       x = x >> 1 | (x ^ x >> 2 ^ x >> 3 ^ x >> 5) << 15;\r
+               }\r
+       }\r
+       return (65535 + dist[to >> 16] - dist[from >> 16]) % 65535;\r
+}\r
+\r
+\r
+static uint32_t fastfwd[2][8] = {\r
+       { 0, 0x4BC53, 0xECB1, 0x450E2, 0x25E29, 0x6E27A, 0x2B298, 0x60ECB},\r
+       { 0, 0x1D962, 0x4BC53, 0x56531, 0xECB1, 0x135D3, 0x450E2, 0x58980}};\r
+/** lfsr_prefix_ks\r
+ *\r
+ * Is an exported helper function from the common prefix attack\r
+ * Described in the "dark side" paper. It returns an -1 terminated array\r
+ * of possible partial(21 bit) secret state.\r
+ * The required keystream(ks) needs to contain the keystream that was used to\r
+ * encrypt the NACK which is observed when varying only the 3 last bits of Nr\r
+ * only correct iff [NR_3] ^ NR_3 does not depend on Nr_3\r
+ */\r
+uint32_t *lfsr_prefix_ks(uint8_t ks[8], int isodd)\r
+{\r
+       uint32_t c, entry, *candidates = malloc(4 << 10);\r
+       int i, size = 0, good;\r
+\r
+       if(!candidates)\r
+               return 0;\r
+\r
+       for(i = 0; i < 1 << 21; ++i) {\r
+               for(c = 0, good = 1; good && c < 8; ++c) {\r
+                       entry = i ^ fastfwd[isodd][c];\r
+                       good &= (BIT(ks[c], isodd) == filter(entry >> 1));\r
+                       good &= (BIT(ks[c], isodd + 2) == filter(entry));\r
+               }\r
+               if(good)\r
+                       candidates[size++] = i;\r
+       }\r
+\r
+       candidates[size] = -1;\r
+\r
+       return candidates;\r
+}\r
+\r
+/** check_pfx_parity\r
+ * helper function which eliminates possible secret states using parity bits\r
+ */\r
+static struct Crypto1State*\r
+check_pfx_parity(uint32_t prefix, uint32_t rresp, uint8_t parities[8][8],\r
+               uint32_t odd, uint32_t even, struct Crypto1State* sl)\r
+{\r
+       uint32_t ks1, nr, ks2, rr, ks3, c, good = 1;\r
+\r
+       for(c = 0; good && c < 8; ++c) {\r
+               sl->odd = odd ^ fastfwd[1][c];\r
+               sl->even = even ^ fastfwd[0][c];\r
+\r
+               lfsr_rollback_bit(sl, 0, 0);\r
+               lfsr_rollback_bit(sl, 0, 0);\r
+\r
+               ks3 = lfsr_rollback_bit(sl, 0, 0);\r
+               ks2 = lfsr_rollback_word(sl, 0, 0);\r
+               ks1 = lfsr_rollback_word(sl, prefix | c << 5, 1);\r
+\r
+               nr = ks1 ^ (prefix | c << 5);\r
+               rr = ks2 ^ rresp;\r
+\r
+               good &= parity(nr & 0x000000ff) ^ parities[c][3] ^ BIT(ks2, 24);\r
+               good &= parity(rr & 0xff000000) ^ parities[c][4] ^ BIT(ks2, 16);\r
+               good &= parity(rr & 0x00ff0000) ^ parities[c][5] ^ BIT(ks2,  8);\r
+               good &= parity(rr & 0x0000ff00) ^ parities[c][6] ^ BIT(ks2,  0);\r
+               good &= parity(rr & 0x000000ff) ^ parities[c][7] ^ ks3;\r
+       }\r
+\r
+       return sl + good;\r
+} \r
+\r
+\r
+/** lfsr_common_prefix\r
+ * Implentation of the common prefix attack.\r
+ */\r
+struct Crypto1State*\r
+lfsr_common_prefix(uint32_t pfx, uint32_t rr, uint8_t ks[8], uint8_t par[8][8])\r
+{\r
+       struct Crypto1State *statelist, *s;\r
+       uint32_t *odd, *even, *o, *e, top;\r
+\r
+       odd = lfsr_prefix_ks(ks, 1);\r
+       even = lfsr_prefix_ks(ks, 0);\r
+\r
+       s = statelist = malloc((sizeof *statelist) << 20);\r
+       if(!s || !odd || !even) {\r
+               free(statelist);\r
+               statelist = 0;\r
+                goto out;\r
+       }\r
+\r
+       for(o = odd; *o + 1; ++o)\r
+               for(e = even; *e + 1; ++e)\r
+                       for(top = 0; top < 64; ++top) {\r
+                               *o += 1 << 21;\r
+                               *e += (!(top & 7) + 1) << 21;\r
+                               s = check_pfx_parity(pfx, rr, par, *o, *e, s);\r
+                       }\r
+\r
+       s->odd = s->even = 0;\r
+out:\r
+       free(odd);\r
+       free(even);\r
+       return statelist;\r
+}\r
diff --git a/tools/mfkey/crapto1.h b/tools/mfkey/crapto1.h
new file mode 100755 (executable)
index 0000000..127a17d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,93 @@
+/*  crapto1.h
+
+    This program is free software; you can redistribute it and/or
+    modify it under the terms of the GNU General Public License
+    as published by the Free Software Foundation; either version 2
+    of the License, or (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+    GNU General Public License for more details.
+
+    You should have received a copy of the GNU General Public License
+    along with this program; if not, write to the Free Software
+    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston,
+    MA  02110-1301, US$
+
+    Copyright (C) 2008-2008 bla <blapost@gmail.com>
+*/
+#ifndef CRAPTO1_INCLUDED
+#define CRAPTO1_INCLUDED
+#include <stdint.h>
+#ifdef __cplusplus
+extern "C" {
+#endif
+
+struct Crypto1State {uint32_t odd, even;};
+struct Crypto1State* crypto1_create(uint64_t);
+void crypto1_destroy(struct Crypto1State*);
+void crypto1_get_lfsr(struct Crypto1State*, uint64_t*);
+uint8_t crypto1_bit(struct Crypto1State*, uint8_t, int);
+uint8_t crypto1_byte(struct Crypto1State*, uint8_t, int);
+uint32_t crypto1_word(struct Crypto1State*, uint32_t, int);
+uint32_t prng_successor(uint32_t x, uint32_t n);
+
+struct Crypto1State* lfsr_recovery32(uint32_t ks2, uint32_t in);
+struct Crypto1State* lfsr_recovery64(uint32_t ks2, uint32_t ks3);
+uint32_t *lfsr_prefix_ks(uint8_t ks[8], int isodd);
+struct Crypto1State*
+lfsr_common_prefix(uint32_t pfx, uint32_t rr, uint8_t ks[8], uint8_t par[8][8]);
+
+uint8_t lfsr_rollback_bit(struct Crypto1State* s, uint32_t in, int fb);
+uint8_t lfsr_rollback_byte(struct Crypto1State* s, uint32_t in, int fb);
+uint32_t lfsr_rollback_word(struct Crypto1State* s, uint32_t in, int fb);
+int nonce_distance(uint32_t from, uint32_t to);
+#define FOREACH_VALID_NONCE(N, FILTER, FSIZE)\
+       uint32_t __n = 0,__M = 0, N = 0;\
+       int __i;\
+       for(; __n < 1 << 16; N = prng_successor(__M = ++__n, 16))\
+               for(__i = FSIZE - 1; __i >= 0; __i--)\
+                       if(BIT(FILTER, __i) ^ parity(__M & 0xFF01))\
+                               break;\
+                       else if(__i)\
+                               __M = prng_successor(__M, (__i == 7) ? 48 : 8);\
+                       else 
+
+#define LF_POLY_ODD (0x29CE5C)
+#define LF_POLY_EVEN (0x870804)
+#define BIT(x, n) ((x) >> (n) & 1)
+#define BEBIT(x, n) BIT(x, (n) ^ 24)
+static inline int parity(uint32_t x)
+{
+#if !defined __i386__ || !defined __GNUC__
+       x ^= x >> 16;
+       x ^= x >> 8;
+       x ^= x >> 4;
+       return BIT(0x6996, x & 0xf);
+#else
+        asm(    "movl %1, %%eax\n"
+               "mov %%ax, %%cx\n"
+               "shrl $0x10, %%eax\n"
+               "xor %%ax, %%cx\n"
+                "xor %%ch, %%cl\n"
+                "setpo %%al\n"
+                "movzx %%al, %0\n": "=r"(x) : "r"(x): "eax","ecx");
+       return x;
+#endif
+}
+static inline int filter(uint32_t const x)
+{
+       uint32_t f;
+
+       f  = 0xf22c0 >> (x       & 0xf) & 16;
+       f |= 0x6c9c0 >> (x >>  4 & 0xf) &  8;
+       f |= 0x3c8b0 >> (x >>  8 & 0xf) &  4;
+       f |= 0x1e458 >> (x >> 12 & 0xf) &  2;
+       f |= 0x0d938 >> (x >> 16 & 0xf) &  1;
+       return BIT(0xEC57E80A, f);
+}
+#ifdef __cplusplus
+}
+#endif
+#endif
diff --git a/tools/mfkey/crypto1.c b/tools/mfkey/crypto1.c
new file mode 100755 (executable)
index 0000000..e2aab71
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,93 @@
+/*  crypto1.c
+
+    This program is free software; you can redistribute it and/or
+    modify it under the terms of the GNU General Public License
+    as published by the Free Software Foundation; either version 2
+    of the License, or (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+    GNU General Public License for more details.
+
+    You should have received a copy of the GNU General Public License
+    along with this program; if not, write to the Free Software
+    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston,
+    MA  02110-1301, US
+
+    Copyright (C) 2008-2008 bla <blapost@gmail.com>
+*/
+#include "crapto1.h"
+#include <stdlib.h>
+
+#define SWAPENDIAN(x)\
+       (x = (x >> 8 & 0xff00ff) | (x & 0xff00ff) << 8, x = x >> 16 | x << 16)
+
+struct Crypto1State * crypto1_create(uint64_t key)
+{
+       struct Crypto1State *s = malloc(sizeof(*s));
+       int i;
+
+       for(i = 47;s && i > 0; i -= 2) {
+               s->odd  = s->odd  << 1 | BIT(key, (i - 1) ^ 7);
+               s->even = s->even << 1 | BIT(key, i ^ 7);
+       }
+       return s;
+}
+void crypto1_destroy(struct Crypto1State *state)
+{
+       free(state);
+}
+void crypto1_get_lfsr(struct Crypto1State *state, uint64_t *lfsr)
+{
+       int i;
+       for(*lfsr = 0, i = 23; i >= 0; --i) {
+               *lfsr = *lfsr << 1 | BIT(state->odd, i ^ 3);
+               *lfsr = *lfsr << 1 | BIT(state->even, i ^ 3);
+       }
+}
+uint8_t crypto1_bit(struct Crypto1State *s, uint8_t in, int is_encrypted)
+{
+       uint32_t feedin;
+       uint8_t ret = filter(s->odd);
+
+       feedin  = ret & !!is_encrypted;
+       feedin ^= !!in;
+       feedin ^= LF_POLY_ODD & s->odd;
+       feedin ^= LF_POLY_EVEN & s->even;
+       s->even = s->even << 1 | parity(feedin);
+
+       s->odd ^= (s->odd ^= s->even, s->even ^= s->odd);
+
+       return ret;
+}
+uint8_t crypto1_byte(struct Crypto1State *s, uint8_t in, int is_encrypted)
+{
+       uint8_t i, ret = 0;
+
+       for (i = 0; i < 8; ++i)
+               ret |= crypto1_bit(s, BIT(in, i), is_encrypted) << i;
+
+       return ret;
+}
+uint32_t crypto1_word(struct Crypto1State *s, uint32_t in, int is_encrypted)
+{
+       uint32_t i, ret = 0;
+
+       for (i = 0; i < 32; ++i)
+               ret |= crypto1_bit(s, BEBIT(in, i), is_encrypted) << (i ^ 24);
+
+       return ret;
+}
+
+/* prng_successor
+ * helper used to obscure the keystream during authentication
+ */
+uint32_t prng_successor(uint32_t x, uint32_t n)
+{
+       SWAPENDIAN(x);
+       while(n--)
+               x = x >> 1 | (x >> 16 ^ x >> 18 ^ x >> 19 ^ x >> 21) << 31;
+
+       return SWAPENDIAN(x);
+}
diff --git a/tools/mfkey/example_trace.txt b/tools/mfkey/example_trace.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..16637fb
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,15 @@
+ +  50782:    :     26
+ +  33822:    :     26
+ +  50422:    :     26
+ +     64:   0: TAG 04  00
+ +    944:    :     93  20
+ +     64:   0: TAG 9c  59  9b  32  6c
+ +   1839:    :     93  70  9c  59  9b  32  6c  6b  30
+ +     64:   0: TAG 08  b6  dd
+ +   3783:    :     60  32  64  69
+ +    113:   0: TAG 82  a4  16  6c
+ +   1287:    :     a1  e4  58  ce  6e  ea  41  e0
+ +     64:   0: TAG 5c  ad  f4  39
+
+./mfkey 9c599b32 82a4166c a1e458ce 6eea41e0 5cadf439
+
diff --git a/tools/mfkey/mfkey.c b/tools/mfkey/mfkey.c
new file mode 100755 (executable)
index 0000000..442403f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,65 @@
+// Test-file: test2.c
+#include "crapto1.h"
+#include <stdio.h>
+
+int main (int argc, char *argv[]) {
+  struct Crypto1State *revstate;
+  uint64_t lfsr;
+  uint8_t* plfsr = (uint8_t*)&lfsr;
+  uint32_t uid;     // serial number
+  uint32_t nt;      // tag challenge
+  uint32_t nr_enc;  // encrypted reader challenge
+  uint32_t ar_enc;  // encrypted reader response
+  uint32_t at_enc;  // encrypted tag response
+       uint32_t ks2;     // keystream used to encrypt reader response
+       uint32_t ks3;     // keystream used to encrypt tag response
+
+  printf("MIFARE Classic key recovery\n\n");
+
+  if (argc < 6) {
+    printf(" syntax: %s <uid> <nt> <{nr}> <{ar}> <{at}>\n\n",argv[0]);
+    return 1;
+  }
+
+  sscanf(argv[1],"%x",&uid);
+  sscanf(argv[2],"%x",&nt);
+  sscanf(argv[3],"%x",&nr_enc);
+  sscanf(argv[4],"%x",&ar_enc);
+  sscanf(argv[5],"%x",&at_enc);
+
+  printf("Recovering key for:\n");
+  printf("  uid: %08x\n",uid);
+  printf("   nt: %08x\n",nt);
+  printf(" {nr}: %08x\n",nr_enc);
+  printf(" {ar}: %08x\n",ar_enc);
+  printf(" {at}: %08x\n",at_enc);
+
+/*     
+  uint32_t uid                = 0x9c599b32;
+  uint32_t tag_challenge      = 0x82a4166c;
+  uint32_t nr_enc             = 0xa1e458ce;
+  uint32_t reader_response    = 0x6eea41e0;
+  uint32_t tag_response       = 0x5cadf439;
+*/
+       // Generate lfsr succesors of the tag challenge
+  printf("\nLFSR succesors of the tag challenge:\n");
+  printf("  nt': %08x\n",prng_successor(nt, 64));
+  printf(" nt'': %08x\n",prng_successor(nt, 96));
+
+  // Extract the keystream from the messages
+  printf("\nKeystream used to generate {ar} and {at}:\n");
+       ks2 = ar_enc ^ prng_successor(nt, 64);
+  ks3 = at_enc ^ prng_successor(nt, 96);
+  printf("  ks2: %08x\n",ks2);
+  printf("  ks3: %08x\n",ks3);
+
+  revstate = lfsr_recovery64(ks2, ks3);
+  lfsr_rollback_word(revstate, 0, 0);
+  lfsr_rollback_word(revstate, 0, 0);
+  lfsr_rollback_word(revstate, nr_enc, 1);
+  lfsr_rollback_word(revstate, uid ^ nt, 0);
+  crypto1_get_lfsr(revstate, &lfsr);
+  printf("\nFound Key: [%02x %02x %02x %02x %02x %02x]\n\n",plfsr[5],plfsr[4],plfsr[3],plfsr[2],plfsr[1],plfsr[0]);
+
+  return 0;
+}
Impressum, Datenschutz