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1、实验二S50卡存取控制及加减值一、【实验目的】存取控制位是S50卡（ISO14443A协议标准）的重要安全机制，它可以控制数据块的读 写状态以及加值减值等相关操作。本实验通过对S50卡电子标签存取控制位的修改，让学生 了解S50卡的存取控制位安全手段以及S50卡每个数据的内在含义。二、【实验仪器】HF读卡模块1个，S50白卡一张，USB转TTL串口模块一个，杜邦线4条三、【实验准备】注意检查VCC、GND、TXD、阅读HF读写模块操作说明，按照操作步骤进行设备的连接，RXD这4个引脚是否正确连接，防止烧坏读写模块。同时，根据该文档说明，熟悉PC软件 的使用方法，掌握读卡、写卡、密码修改等功能。
2、阅读S50卡参考文档，了解S50卡的数据存储结构、寻址方式、密钥安全机制等。四、【实验内容】按照以下步骤操作，并填写实验数据，部分需要截图的可使用window的截屏功能，或 者使用下发资料中的截图工具HyperSnap。1、块3的存取条件修改ISO14443A卡中，一共有16个扇区，每个扇区拥有独立的密钥，分为密钥A和密钥B， 其长度均为6个字节，此外还有4个字节的存取控制位，控制密钥A和密钥B的访问条件 等信息。存取控制位修改涉及到到对块3的数据修改，操作前请先阅读S50卡参考手册，了 解存取控制位的相关说明。操作步骤如下：（1）将一枚S50卡置于HF天线感应区。读卡并记录卡ID号=131乙
3、，同时记录你们小 组的组号_11_。（2）选择块27（即第6扇区的块3），读取数据，如图所示:RC522PJDEMO串口 密匙一Silicon Labs CF210x USB to UART Bridge (COM2) | 关闭串口 | |FF FF FF FF FF FF C 密钥A 6 密钥B读出数据，00功43!43功:南.功：钥块I成III密27 秦福择块取 单单草”读bT007 O b 1 O6功CDT成。5 80ff ff ff ff ff ff与数据（16进制，空格镀分隔）f f f 07 80 69 f ff f（3）读取到的数据表示扇区6的初始存取控制位为“FF 07 80
4、69”，其数据分布如下表所示:Bit76543210Byte611111111Byte?00000111ByteS10000000Byte901101001根据S50卡参考手册中的存取控制位分布图和上表可分析出CXX位值：C13 C23 C33 = _001，表明该扇区块_3的存取控制信息为：密钥A_不可读（可读，不可读），验证密钥A或密钥B （密钥A，密钥B，密钥A或密钥B）正确 后，可写；存取控制位在验证密钥A或密钥B正确后，可读且可写；密钥B在验证 密钥A或密钥B正确后，可读且可写。C12C22 C32 = _000，表明该扇区块_2 的存取控制信息为：只要密钥A或密钥B正确后，即可读、
5、可写且可加减值。C11C21C31 = 0 0 0，C10C20C30 = 0 0 0（4）修改存取控制位：选择块27（6扇块3），选取卡的密钥类型：密钥日，输入相应的密 钥FF FF FF FF FF FF”，修改控制块的存取控制位。这里存取控制位由001修改为011，相应的数据由 “ff ff ff ff ff ff ff 07 80 69 ff ff ff ff ff f” 改为 “ff ff ff ff ff ff 7f 07 88 69 ff ff ff ff ff ff，。（5）再次读取块27的数据，将读取结果截图粘贴在以下空白处。（6）以上读取结果表明当前的存取控制位为_7LQ7
6、8&69_，密钥B此时的显示值与其实际 值是否一致？不一致（7）确认存取控制位修改后对数据读写的影响： 选择密钥A “FF FF FF FF FF FF”，尝试对块27进行读操作。能否读成功？可以 选择密钥 A “FF FF FF FF FF FF”，尝试将 “ff ff ff ff ff ff 7f 07 88 69 ff ff ff ff ff 1写入该块。 能否写成功？ _不可以_ 选择密钥B “FF FF FF FF FF FF”，尝试对块27进行读操作。能否读成功？可读 选择密钥 B “FF FF FF FF FF FF”，尝试将 “ff ff ff ff ff ff 7f 07 8
7、8 69 ff ff ff ff ff ff写入该块。能否写成功？可以（8）可见，将存取控制位改为“7f 07 88 69”后只能通过密钥_B_认证来对该扇区的块3 进行写入操作，且密钥B_不可见_（可读/不可读）2、数据块的存取条件修改（1）选择块24（即第6扇区的块0），再选择密钥A或密钥BFF FF FF FF FF FF” ,读取数据， 并记录该块的数据 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 （2）修改块24的数据，由于默认存取控制位C10C20C30 = 000，即只要密钥A或者密钥B 正确后，该扇区的块0 （数据块）就可读且
8、可写，选择密钥A或密钥B “FF FF FF FF FF FF”， 修改块数据为“00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 11 ”，写入后，再次读取数据确 认写入正确。（3）修改块24 （第6扇区的块0）的存取控制位C10C20C30O该扇区初始时块0的存取控 制位C10C20C30=000，即只要密钥A或密钥B正确后，块0 （数据块）可读且可写，现将其 修改为010，表示该数据块对密钥A或者B验证成功后可以进行读卡操作，但不能进行写卡 操作。修改后的数据存取控制位为ef 07 81 69，把修改后的存取控制位写入第6扇区的块3（控制块）中，相
9、应的数据改为 “ff ff ff ff ff ff ef 07 81 69 ff ff ff ff ff f”。（4）确认存取控制位修改后对数据读写的影响： 尝试选择密钥A对块24进行读操作。能否读成功？ _可以 尝试选择密钥B对块24进行读操作。能否读成功？ _可以 尝试利用密钥A修改块24的数据。能否写成功？ _不可以 尝试利用密钥B修改块24的数据。能否写成功？不可以3、写值、加值和减值S50卡的一个重要应用就是交通一卡通，可以用于公交车、轨道交通等公共交通工具的 缴费系统。只要刷卡，就可以缴纳所需费用，如果没有余额，可以在附近充值点进行充值。 本实验在ISO14443A协议下对S50卡
10、进行加值减值，并修改S50卡的存取控制位，以观察其 对加值减值的影响。写值、加值、减值的方法如下：假设要对块25（扇6块1）进行写值，输入正确的密匙，在“原值块”框输入25，在 “值”框输入5,然后依次点击“请求”-“防碰撞”-“选择”-“验证”，都成功后，点击 “写值”，提示写入值成功，再点击“读值”可以看到读出值为5。在“目标块”框输入25, “值”框输入5,然后点击“加值”，加值成功再点击“读值”可以看到值已经变为10，减 值同理。注意：、“请求”-“防碰撞”-“选择”-“验证”任何一步失败，都要重新开始，必须所 有都成功才能进行“写值”、“读值”、“加值”、“减值”。 、“写值”、“读
11、值”都是对“原值块”进行操作。 、“加值”、“减值”、“备份”是把“原值块”的值加、减、备份到“目标块”。 、“原值块“、”目标块“必须处于同一扇区才能操作。不同的扇区不能进行加减值 及备份。（1）根据上述方法，将块25的值写为5,并验证能否用密钥A或B进行加值减值操作。 尝试选择密钥A对块25进行加值操作。能否成功？可以 尝试选择密钥A对块25进行减值操作。能否成功？可以 尝试利用密钥B对块25进行加值操作。能否成功？可以 尝试利用密钥B对块25进行减值操作。能否成功？可以（2）该扇区初始时块1的存取控制位C11C21C31=000,表示在密钥A或者密钥B验证 成功后可对块1进行加减值操作。
12、现将其修改为001，使其对密钥A或者密钥B验证成功之 后可以进行减值操作而不能进行加值操作。修改后的存取控制位是ff 05 a0 69。将该存取控 制位写入该扇区的块3中。（3）确认存取控制位修改后对数据读写的影响： 尝试选择密钥A对块25进行加值操作。能否成功？ _失败 尝试选择密钥A对块25进行减值操作。能否成功？ _成功 尝试利用密钥B对块25进行加值操作。能否成功？ _失败 尝试利用密钥B对块25进行减值操作。能否成功？ _成功_4、综合实验：（1）修改第6扇区的存取控制位为_FB 43 C0 69/101_，才能使块26 （第6扇区的块2）满 足：只能用密钥B读，用任何密钥都不能写也不能加减值。（2）修改存取控制位使其满足以上存取条件，并将能表明你设置成功的4张图粘贴在以下 空白处：图1（块26用密钥B读取成功）读出数据请求成功？卡类型：00 04 防碰撞成功？ 卡 ID ： 3 dl 6d b7 选择成功，卡 ID ： 3 dl 6d b7 箜块密钥脆证成功， 写任块失败，写数据（弟进制，空格键分隔）Iff ff FE 43 CO 69 ff 为了方便下一组同学实验，上述实验完毕后，请把扇区6的密钥A、存取控制位、密钥B都改回原始设置：ff ff ff ff ff ff ff 07 80 69 ff ff ff ff ff ff
