[系统运维]DESFire EV1修改默认TDES密钥为AES密钥

空白DESFire EV1 8K卡，默认PICC主密钥为16个0x00。

APDU采用7816-4形式。DESFire Native APDU和7816-4 APDU之间的关系，请参考以下链接。

DESFire的7816-4 APDU封装及查看卡片版本信息_robur的博客-CSDN博客在成功进入ISO 14443-4后，DESFire卡片收到的第一个APDU类型，决定了卡片后续使用的APDU类型。如果收到的是符合7816-4的APDU，则卡片后续的命令都使用7816-4。DESFire卡支持7816-4规定的如下INS：A4（SELECT）D0（Read Binary）D6（Update Binary）还支持经过封装的原生DESFire APDU。CLAINSP1P2LcDataLe90DESFirhttps://blog.csdn.net/robur/article/details/122417165

0. DESFire卡上电后默认选择AID 0x00，也就是选择卡片级别（PICC level）。修改PICC主密钥，不需要再执行SelectApplication（0x5A，选择应用）命令。

1. 读卡器发送Authenticate（0x0A，认证）命令，卡片返回ek(RndB)，状态字0xAF

Rdr: 90 0A 00 00 01 00 00
Tag: 26 E1 33 1B A0 03 F6 C0 [91 AF]

ek()表示DES加密（encipher），卡片永远执行DES加密操作。

2. 读卡器进行运算：

解密得到RndB =?DB926FFE5066E1FE

读卡器生成RndA = 0102030405060708

rot(RndB) = RndB' =?926FFE5066E1FEDB（rot()表示执行8位闭合左循环，即最高字节变为最低字节）

dk(RndA + RndB') =?CEAD373DB80EABF8?E5F0066DE13C575E

dk()表示DES解密（decipher），读卡器永远执行DES解密操作。

3. 读卡器发送响应和它自己的挑战，卡片应答ek(RndA')，状态字0x00

Rdr: 90 AF 00 00 10 CE AD 37 3D B8 0E AB F8 E5 F0 06 6D E1 3C 57 5E 00
Tag: FB 79 6C 9A AF BF 71 D3 [91 00]

卡片应答状态字0x00，表示卡片认证读卡器成功（卡片认为读卡器是合法的）。

命令0xAF对应卡片上一个状态字0xAF，0xAF表示Additional Frame（额外的数据帧）。这些额外的帧也是认证命令（0x0A）的一部分。

4. 读卡器进行运算：

解密后的RndA' =?0203040506070801

rot(RndA) = RndA'，三次握手认证成功（也是读卡器认证卡片成功，读卡器认为卡片是合法的）。

生成过程密钥（Session Key）：01020304DB926FFE? 050607085066E1FE

实际使用的过程密钥：01020304DB926FFE（16字节长度表达形式为：01020304DB926FFE? 01020304DB926FFE，前后8字节相同）

请注意：

因为默认TDES密钥的前后8字节相同，所以它实际上是一个单DES密钥。对于使用单DES密钥通过的认证，过程密钥也必须是单DES密钥。按照过程密钥生成算法得到的后8字节密钥不予使用，仅使用前（高）8字节。（如果需要16字节长度的过程密钥，就把前8字节复制一遍。）

5. 确定欲更改的密钥编号、新密钥的值和版本

密钥编号：0x80。实际上的密钥编号是0x00（PICC主密钥），但因用于AES密钥，密钥编号的前2个bit必须为10b，1000 0000 = 0x80。

新密钥的值：0000000000000000?0000000000000000（16字节0x00）

新密钥的版本（只有AES密钥有额外1字节的版本）：0x00

6. 读卡器为新密钥计算CRC，并组成Cryptogram

CRC的算法取决于先前通过的认证方式（TDES/AES）。参与CRC运算的元素取决于先前通过的认证方式，以及认证的密钥与欲修改的密钥是否相同。

本例中认证为TDES，认证使用的密钥与欲修改的密钥相同。因此算法使用CRC16，参与运算的元素为：

新密钥的值+密钥版本，一共是17字节0x00。

使用DESFire专用的CRC16算法，得到结果为0x75 45。（算法参考以下链接）

VB.NET实现DESFire ISO14443A CRC16_robur的博客-CSDN博客Public Shared Function CRC_ISO14443A(ByVal InputBytes() As Byte) As UShort If InputBytes Is Nothing OrElse InputBytes.Length < 1 Then Return &H0 End If Dim Data As UShort Dim CRC As UShort = &H63...https://blog.csdn.net/robur/article/details/122589564Cryptogram是包含了密钥+[密钥版本]+CRC+[填充字节]的字节序列。其中密钥和CRC是必须的。额外的密钥版本只有AES密钥需要 （本例中为00）。长度不够时需要填充字节（本例中为5字节）。

Cryptogram =?00000000000000000000000000000000 00 7545 0000000000

7. 读卡器解密Cryptogram

使用先前认证生成的过程密钥（01020304DB926FFE），对Cryptogram进行DES-CBC解密操作（CBC发送模式，IV = 全零）。关于CBC发送模式和接收模式，参考以下链接：

DESFire中的CBC发送模式与CBC接收模式_robur的博客-CSDN博客DESFire中对于数据加密，有两种模式：1. CBC发送模式（CBC Send Mode）；2. CBC接收模式（CBC Receive Mode）。但是厂家文档中对这两种模式的具体操作没有进行详细的解释。笔者通过查阅多个项目的源代码，现详细说明如下：一、CBC发送模式1. （输入数据的）第一个数据块，与IV进行异或；2. 异或的结果进行ECB密码学运算（加密/解密），得到第一个数据块的输出；3. 复制第一个数据块的输出到IV；4. 第二个数据块，与IV进行异或（此https://blog.csdn.net/robur/article/details/124045496

注：读卡器始终执行DES解密，卡片始终执行DES加密。

dk(Cryptogram) =?003F0CCD3B65F44F?81FFDF2E6C9FC2D6?9E7E5D279D2D5B94

8. 读卡器发送ChangeKey（0xC4，修改密钥）命令，卡片应答状态字0x00，修改密钥成功

Rdr: 90 C4 00 00 19 80 00 3F 0C CD 3B 65 F4 4F 81 FF DF 2E 6C 9F C2 D6 9E 7E 5D 27 9D 2D 5B 94 00
Tag: [91 00]

欲修改的密钥编号并不包括在Cryptogram内，它是一个独立的参数，本例中为0x80。

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