如何读取Mifare Classic 1k标签认证阶段的挑战随机数？

完全可以绕过javax.smartcardio的抽象封装，直接通过ACR122U发送底层APDU指令，仅执行Mifare Classic认证流程的第一步，获取标签返回的challenge nonce。具体实现方式如下：

核心原理 #

Mifare Classic的认证流程第一步是：读卡器向标签发送认证指令（指定密钥类型A/B和目标扇区的认证块），标签会直接返回4字节的challenge nonce，这一步不需要提前提供密钥（后续的密钥验证是流程的第二步）。ACR122U支持通过特定格式的APDU封装Mifare原生指令，直接与标签交互。

具体步骤 #

1. 构造认证请求APDU #

ACR122U要求用如下格式的APDU封装Mifare原生指令：

FF 00 00 00 [LEN] [MIFARE_CMD] [PARAMS]

针对认证第一步，构造的APDU为：

• 认证A密钥：FF 00 00 00 02 60 [BLOCK_ADDR]
• 认证B密钥：FF 00 00 00 02 61 [BLOCK_ADDR]

其中[BLOCK_ADDR]是目标扇区的认证块地址：Mifare Classic 1K共16个扇区，每个扇区包含4个块，扇区n的认证块地址为3 + 4*n（例如扇区0的认证块是块3，对应地址0x03）。

2. 发送APDU并捕获Challenge Nonce #

使用支持直接发送原始APDU的库（如Python的pyscard，比javax.smartcardio更灵活）发送上述指令，标签返回的4字节数据即为challenge nonce。

Python示例代码（基于pyscard）

from smartcard.System import readers
from smartcard.util import toHexString, toBytes

# 初始化读卡器连接
reader = readers()[0]
conn = reader.createConnection()
conn.connect()

# 构造扇区0（认证块3）的A密钥认证请求APDU
auth_apdu = [0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x60, 0x03]
response_data, sw1, sw2 = conn.transmit(auth_apdu)

# 处理响应
if sw1 == 0x90 and sw2 == 0x00:
    # response_data即为4字节的challenge nonce
    print(f"获取到Challenge Nonce: {toHexString(response_data)}")
else:
    print(f"请求失败，状态码: 0x{sw1:02X}{sw2:02X}")

注意事项 #

• 部分旧公交卡可能对认证指令有限制，如果返回非0x9000的状态码，可尝试更换扇区的认证块地址。
• 若读卡器模式异常，可先发送FF 00 00 00 01 01切换到Mifare兼容模式。
• 即使不知道标签的密钥，只要标签支持Mifare Classic协议，发送认证指令后就会返回challenge nonce，这正是验证LFSR漏洞所需的前提。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者f3ssen