MIFARE系列5《存储结构》
Mifare S50把1K字节的容量分为16个扇区(Sector0-Sector15),每个扇区包括4个数据块(Block0-Block3),我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63,每个数据块包含16个字节(Byte0-Byte15),64*16=1024。
Mifare S70把4K字节的容量分为40个扇区(Sector0-Sector39),其中前32个扇区(Sector0-Sector31)的结构和Mifare S50完全一样,每个扇区包括4个数据块(Block0-Block3),后8个扇区每个扇区包括16个数据块(Block0-Block15)。我们也将40个扇区的256个块按绝对地址编号为0~255,每个数据块包含16个字节(Byte0-Byte15),256*16=4096。
型号 |
扇区号 |
名称 |
绝对块 |
Mifare S50 |
sector0 |
厂商代码 |
B0 |
数据块 |
B1 |
||
B2 |
|||
扇区尾块 |
B3 |
||
- - - Sector15 |
数据块 |
B60 |
|
B61 |
|||
B62 |
|||
扇区尾块 |
B63 |
||
Mifare S70 |
- - - Sector31 |
数据块 |
B124 |
B125 |
|||
B126 |
|||
扇区尾块 |
B127 |
||
- - - - - - - - - Sector39 |
数据块 |
B240 |
|
B241 |
|||
B242 |
|||
B243 |
|||
B244 |
|||
B245 |
|||
B246 |
|||
B247 |
|||
B248 |
|||
B249 |
|||
B250 |
|||
B251 |
|||
B252 |
|||
B253 |
|||
B254 |
|||
扇区尾块 |
B255 |
1. 制造商块
0扇区0块是特殊的数据块,用于存放制造商代码,包括芯片序列号,此块只读。出于安全和系统需求,此块是制造商在生产过程中编程后写保护的。
2. 普通数据块
普通数据块可通过数据块备份进行数据完整性的管理。一般每块16个字节中有两个用来存放校验码和备份块的地址。各区均有3个16字节的块用于存储数据(区0只有两个数据块以及一个只读的厂商代码块)。
数据块可作两种应用:
1) 用作一般的数据保存,可以进行读、写操作。例如用于非接触门禁管理。
2) 用作数值块,可以进行加值、减值、转存和恢复。例如用于电子钱包,可直接控制存储值,如增值、减值。在用于非充值卡的一种情况(‘001’)下,只能够读和减值。在另一种情况(‘110‘)下,可以用key B充值。
数值块具有电子钱包功能(有效命令:read,write, increment,decrement, restore, transfer)。数值块有固定的数据格式,它采用冗余存储方法以保证其数据的正确性。以便于错误检测、纠错和备份管理。数值块格式如下:
字节号 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
存储形式 |
VALUE |
VALUE-1 |
VALUE |
A |
A-1 |
A |
A-1 |
|||||||||
说明 |
数值 |
地址 |
Ø 数值:有符号4字节数值。数值的最低字节存储在最低地址字节。负值以标准的2的补码形式存储。出于数据完整性和安全原因,数值存储三次,两次不取反,一次取反。
Ø 地址(Adr):1字节地址,当进行备份管理时,可用于保存块的地址。地址保存四次。两次取反,两次不取反。在increment、decrement、restore和transfer 操作中,地址保持不变。它只能通过write命令更改。
3. 尾块的读写条件
对密钥和控制位的读写取决于尾块(块3)的访问控制位,分为“禁止”、“KEYA”、“KEY B”和“KEY A|B”( KEY A或KEY B)。
字节号 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
说明 |
密钥A |
读写控制 |
密钥B(可选) |
在每个扇区最后一个块即区尾中存放有密钥A、访问条件、密钥B等内容,它们用于控制对该扇区的操作。其中第0-5字节为48位的密钥A;第6-8字节为访问控制条件;第9字节为备用区可用于存放特殊的应用数据,如存放数据备份区的地址;剩下的6个字节存放密钥B,如用户不需要密钥B,则可用于存放一般的应用数据。由于区尾中访问条件的数据很重要,因此使用了冗余存储的方法。
控制位字节具体说明如下:
bit |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
字节6 |
C23_b |
C22_b |
C21_b |
C20_b |
C13_b |
C12_b |
C11_b |
C10_b |
字节7 |
C13 |
C12 |
C11 |
C10 |
C33_b |
C32_b |
C31_b |
C30_b |
字节8 |
C33 |
C32 |
C31 |
C30 |
C23 |
C22 |
C21 |
C20 |
字节9 |
例如:M1的卡片初始控制字为:7F078800,我们对它分析如下:
字节6-7F:
字节7-07:
字节8-88:
字节9-00:0000 0000
那么我们可以得出:
块0 |
C10 |
C20 |
C30 |
0 0 0 |
块1 |
C11 |
C21 |
C31 |
0 0 0 |
块2 |
C12 |
C22 |
C32 |
0 0 0 |
块3 |
C13 |
C23 |
C33 |
0 1 1 |
块3的访问控制位为,根据下表查得:
密码A:不可读;验证KEYB正确后,可写(更改)。
存取控制:验证KEYA或KEYB正确后,可读;验证KEYB正确后,可写。
密码B:不可读;验证KEYB正确后,可写。
访问控制位 |
所控制的访问对象 |
注释 |
|||||||
KEY A |
访问控制位 |
KEY B |
|||||||
C1 |
C2 |
C3 |
读 |
写 |
读 |
写 |
读 |
写 |
|
0 |
0 |
0 |
禁止 |
Key A |
Key A |
Key B |
Key A |
Key A |
Key B可读 |
0 |
1 |
0 |
禁止 |
禁止 |
Key A |
禁止 |
Key A |
禁止 |
Key B可读 |
1 |
0 |
0 |
禁止 |
Key B |
Key A|B |
禁止 |
禁止 |
Key B |
|
1 |
1 |
0 |
禁止 |
禁止 |
Key A|B |
禁止 |
禁止 |
禁止 |
|
0 |
0 |
1 |
禁止 |
Key A |
Key A |
Key A |
Key A |
Key A |
Key B可读 传输配置状态 |
0 |
1 |
1 |
禁止 |
Key B |
Key A|B |
Key B |
禁止 |
Key B |
|
1 |
0 |
1 |
禁止 |
禁止 |
Key A|B |
Key B |
禁止 |
禁止 |
|
1 |
1 |
1 |
禁止 |
禁止 |
Key A|B |
禁止 |
禁止 |
禁止 |
4. 数据块的访问控制条件
访问控制位 |
所控制的访问操作 |
用途 |
|||||
C1 |
C2 |
C3 |
读 |
写 |
加值 |
减值 转存 恢复 |
|
0 |
0 |
0 |
key A|B1 |
key A|B1 |
key A|B1 |
key A|B1 |
传输配置状态 |
0 |
1 |
0 |
key A|B1 |
key B1 |
禁止 |
禁止 |
读写块 |
1 |
0 |
0 |
key A|B1 |
key B1 |
禁止 |
禁止 |
读写块 |
1 |
1 |
0 |
key A|B1 |
key B1 |
key B1 |
key A|B1 |
数值块 |
0 |
0 |
1 |
key A|B1 |
禁止 |
禁止 |
key A|B1 |
数值块 |
0 |
1 |
1 |
key B1 |
key B1 |
禁止 |
禁止 |
读写块 |
1 |
0 |
1 |
key B1 |
禁止 |
禁止 |
禁止 |
读写块 |
1 |
1 |
1 |
禁止 |
禁止 |
禁止 |
禁止 |
读写块 |
注:在传输配置状态下,必须用key A认证。
如果相应扇区尾块Key B可读,则不得用作认证。如果读写器试图用灰色行的访问控制条件以Key B认证任何扇区的任何块,卡将在认证后拒绝所有后续存储器访问。
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