איך לא הבנתי וכן שיפרתי את ה-MagSpoof

על ייעול משמעותי של חומרת ה-MagSpoof (פרויקט של ההאקר המפורסם סמי קמקר) בעקבות אי-הבנה של שיטת קידוד הביטים בכרטיסי אשראי.

סליל תוצרת בית, להטעיית קוראים של כרטיסי אשראי
סליל תוצרת בית, להטעיית קוראים של כרטיסי אשראי

סמי, שעשה לעצמו שם באיתור פרצות אבטחה שונות ומשונות במגוון תחומים, גילה נקודות תורפה מסוימות בכרטיסי אשראי של אמריקן אקספרס ובאופן ההנפקה שלהם. לפני כשלושה חודשים הוא העלה סרטון שבו הסביר במה מדובר, וגם הציג את ה-MagSpoof – מעגל קטן עם סליל נחושת, ג'וק דרייבר למנועי DC, ומיקרו-בקר ATtiny85 עם תוכנה מתאימה – שיוצר שדה אלקטרומגנטי משתנה וגורם לקוראי כרטיסים רגילים לחשוב שהעבירו בהם כרטיס אשראי.

אין לי שום כוונה לנסות לזייף כרטיסי אמריקן אקספרס (או בכלל), אבל אופן הפעולה של חומרת ה-MagSpoof עניין אותי מאד, אז כשהשגתי קורא כרטיסים פשוט (אפשר לקנות מהמזרח הרחוק בעשרה ומשהו דולרים) מיהרתי לאסוף רכיבים, להעלות את הקוד-לדוגמה של סמי לארדואינו ולנסות. זה עבד – אלא שכאשר הסתכלתי בקוד התוכנה, מצאתי משהו שנראה לי משונה.

לפני זה, קצת השכלה כללית. בפס המגנטי של כרטיסי האשראי יש מספר רצועות של מעין "ברקוד" ארוך, עשוי מקווים של חומר מגנטי עם רווחים ביניהם. סמי המחיש זאת יפה כשטבל את הכרטיס שלו באבקת ברזל דקה, שנצמדה לקווים הללו והפכה אותם לגלויים לעין. בקורא הכרטיסים יש חיישן מגנטי רגיש שמזהה את הפסים הללו כשהם עוברים בסמוך לו. ה-MagSpoof מחקה את השפעת הפסים מרחוק, על ידי היפוך הקוטביות של שדה אלקטרומגנטי חזק (=הזרמת זרם בכיוון מתחלף בסליל)

בשורה התחתונה זה עובד, אבל עניין היפוך הקוטביות טרד את מנוחתי, כי חשבתי שקורא הכרטיסים בודק רק "יש חומר מגנטי" (קווים) לעומת "אין חומר מגנטי" (רווחים), ואם כך, למה צריך שינויי קוטביות? לא הגיוני יותר שיהיה שדה בכיוון אחד בלבד, שיידלק ויכבה לסירוגין? אחרי מעט ניסוי וטעייה עם שינויים בקוד, הצלחתי להראות שאכן אין צורך בהיפוך הקוטביות: בעזרת העברה של זרם בכיוון אחד בלבד והפסקה שלו בתזמון נכון, הצלחתי "לשדר" את אותו המידע בדיוק לקורא, מטווח דומה.

קורא כרטיסים מגנטיים פשוט
קורא כרטיסים מגנטיים פשוט

כתבתי על כך לסמי, ובזמן שחיכיתי לתשובתו ניסיתי להבין את המשמעות של פרט אחד קטן ומסתורי שעדיין לא "פוצח": גם בקוד של סמי וגם בקוד שלי אנחנו מתעלמים, למעשה, מהרווחים שבין הקווים ומתפעלים את השדה האלקטרומגנטי כאילו היו רק קווים, בלי רווחים. בפועל, ברור שהרווחים משמעותיים ושאין בהם שדה מגנטי (אחרת הם היו אוספים את אבקת הברזל ולא ניתן היה להבחין ב"ברקוד"). אז איך הקורא בכל זאת מסתדר?

אז גיליתי עוד פיסת מידע חשובה, שהוכיחה שטעיתי בגדול: הקווים בפס המגנטי הם לא סתם ממוגנטים, אלא עם קוטביות שמתחלפת בין קו אחד לבא אחריו. מהבחינה הזו, הקוד של סמי היה נכון והגיוני, ואילו הקוד שלי, שלא הפך את כיוון הזרם, לא אמור היה לעבוד. רק שהוא כן עבד…

שתי השאלות הפתוחות נפתרות ביחד אם מניחים שמה שמעניין את הקורא הוא לא הקוטביות כשלעצמה אלא רק שינויים קיצוניים בשדה המגנטי, ושהקורא מחליט מה נחשב "שינוי קיצוני" על סמך הרמות שהתקבלו מהביטים הראשונים שבברקוד (ביטים לסינכרון, שאינם חלק מהמידע).

בתסריט זה, כשמעבירים בקורא כרטיס רגיל, או משתמשים ב-MagSpoof בגרסה של סמי, הקורא לומד מהר מאד את ערכי הקיצון הרלוונטיים, ומתעלם משינויים קטנים יותר, כגון השינוי בין קו לרווח. במילים אחרות, ההתעלמות מרווחים בקוד של סמי לא מפריעה לפעולת ה-MagSpoof – כי הקורא ממילא מתעלם מרווחים גם בכרטיס אמתי. בגרסה שלי, הקורא לומד ערכי קיצון שונים (יש/אין שדה), אבל מתייחס אליהם בדיוק כמו לרגילים, ולכן שוב אין לרווחים משמעות.

ומה החשיבות המעשית של כל זה? ברמת הוכחת ההיתכנות, שעבורה נבנה ה-MagSpoof המקורי, אין לזה שום חשיבות; אבל אם הייתי רוצה לתכנן MagSpoof לייצור המוני, השיטה שלי הרבה יותר טובה מכיוון ש:

  1. אצלי הזרם עובר בכיוון אחד בלבד, כך שאני יכול להיפטר מג'וק הדרייבר ולשים במקומו טרנזיסטור אחד קטן וזול,
  2. בזמן השידור, אני מכבה ומדליק את השדה במקום להפוך אותו, וכך צריכת החשמל יורדת בחצי!

שלחתי לסמי עוד מייל עם המידע החדש, והפעם קיבלתי גם תשובה: "הא, נחמד" – נו, יותר טוב מכלום 🙂

להרשמה
הודע לי על
27 תגובות
מהכי חדשה
מהכי ישנה לפי הצבעות
Inline Feedbacks
הראה את כל התגובות

הערה פיסיקלית קטנה:
שדה מגנטי לא נוצר כתוצאה מזרם חשמלי, אלא כתוצאה משינוי בזרם החשמלי.
לדעתי זו הסיבה שהקוד עבד גם כשלא הזרים זרם בכיוון הנגדי – הזרמת הזרם החשמלי גרמה לשדה מגנטי להיווצר, וניתוקו יצר שדה מגנטי בכיוון ההפוך.
כתוצאה מכך גם אורך ה\\\"פולס\\\" המגנטי התקצר לחצי – אבל כנראה זה הספיק עבור הקורא.

יש פה בלבול קל, זרם יוצר שדה מגנטי, אבל שדה מגנטי קבוע לא יכול להשרות זרם במוליך אחר. מאוד יתכן שקורא הכרטיסים מרגיש את השינוי הזה בשדה המגנטי ולא את השדה עצמו, כמו ששיערת, ולכן זה עבד גם הפוך. בכל מקרה אפקטיבית מה שעשית (להזרים זרם רק מכיוון אחד- יש זרם ואין זרם) זה בממוצע לשדר אות קבוע + אות של זרם שהולך לשני הכיוונים השונים, שניהם בחצי הזרם המקסימלי שהוצאת. רכיב הDC סתם מבזבז חשמל ורכיב הAC עושה את העבודה אבל הוא חלש יותר, ככה שבעצם אתה סתם שורף ככה אנרגיה שלא עושה כלום וגם משדר בעוצמה נמוכה יותר.… לקרוא עוד »

אני מתכוון ליעילות שידור. אם סמי היה עושה אותו דבר אבל בזרמים קטנים פי 2, הוא היה משדר באותה עוצמה כמוך, אבל בחצי מההספק בו אתה משדר.
אם באמת תרצה לחסוך בחשמל אתה יכול פשוט לקרב את הסליל שלך לקורא ולכתוב עם זרמים חלשים יותר.

אבל מה זה משנה, העיקר שזה עובד 🙂

אני מצטער אבל זה לא נכון. קח את חוק אוהם V=RI, ותציב אותו בביטוי להספק: P=VI. תקבל P=RI², כאשר R היא ההתנגדות של המוליך (הסליל במקרה הזה) ו-I הוא הזרם העובר בו. כלומר ההספק לא פרופורציוני לזרם, אלא לריבוע שלו. וזה חשוב, כי אם אתה משדר חצי מהזמן ב-100mA, אתה עדיין משתמש בהספק כפול בממוצע ממי שישדר כל הזמן ב-50mA. ההספק הממוצע במקרה הראשון הוא 0.1²R*0.5 וואט, או 5R מיליוואט, כשהחצי מגיע מהממוצע, בעוד שבשיטה השניה ההספק הוא 0.05²R וואטים, או 2.5R מיליוואטים (ההתנגדות באוהמים). אבל רגע, אם שתי האופציות נותנות את אותו השינוי בשדה, שזה הרי מה שחשוב בשביל… לקרוא עוד »

על זה כאמור אין ויכוח 🙂

נחמד.
ניסית גם לבנות את הMagspoof ולסליל השתמשתי בחוט שהוצאתי מממיר שהיה ברמקולים, לא שיניתי את הגודל שעליו ליפפתי וזה עדיין עובד.
הייתה בעיה שזה הוציא חצאי מידע ורק אח"כ התברר לי שצרבתי את הATTiny85 על 1 מה"צ במקום 8 מה"צ.

יש לך איזו כוונה לכתוב משהו על RFID?
אחרי שסיימתי את הMagspoof התחלתי לחקור קצת את הProximity Card ומצאתי את AVRfid שמדמה תג RFID עם ATTiny85 וסליל בלבד.

נרשמתי לRSS אז אני מעודכן אם יהיה משהו על RFID 🙂

בנתיים אני מפחד לצרוב את AVRFID על הATTINY85 בגלל שזה מבטל את השעון הפנימי ואז הבנתי שאי אפשר לצרוב אותו שוב ללא ציוד (אני משתמש בארדואינו כדי לצרוב).
יש דרך קלה לאפס את הפיוזים במקרה שטעיתי? או שיש אפשרות להוסיף מתנד ואז לצרוב שוב עם הארדואינו?

הקוד של הAVRFID מתבסס על הRF שנכנס מהקורא כשעון ולכן צריך לבטל את השעון הפנימי.
השאלה היא האם אפשר פשוט לשים מתנד חיצוני ולצרוב שוב או שצריך את השיטה עם 12V וכו'

מעניין.
555 אין לי פה אבל מתנד קריסטלי של 16 יש כמה.
ראיתי בכמה מקומות שצריך להוסיף קבלים בין המתנד לאדמה, האם זה יהיה נחוץ גם עם ה555 או הארדואינו?
ובכלל, אם אני משתמש בארדואינו כISP אי אפשר לגרום לו לתת גל ריבועי דרך אחת היציאות? יש איזשהו מקום שאפשר לחקור על זה קצת (הוצאת גל ריבועי דרך ארדואינו). תודה!!

איזה מגניב! אני בדיוק גם חוקר את זה עכשיו. התגובה הצוננת של סאמי מעאפנה כי הוא בטח חושב שבשלב הבא תשפר לו את הקוד של myspace חח. תגיד, כשרצית לבנות את המעגל איך החלטת איזה נגד לשים לפני הסליל ? כאילו על סמך מה עשית את החישוב של הזרם?
ולמה לא השתמשת בסולונואיד? הרי בתכלס מה שבנית זה סולונואיד לקמצני זרם, לא?
מסקרן אותי ממש לראות את המעגל שלך אבל יותר מסקרן לדעת זה כשאתה רוצה לחבר ציפ וסליל איך אתה יודע לפי חישוב שצריך עוד נגד במעגל?
אה, עידו מתי תתחיל לשחק עם teensy?

חחחח לפני שקראתי בויקיפידה לא הייתי מומחה 😉 לפי חוק כלל יד ימין ( אני לא מסתלבט ככה באמת קוראים לזה ) אם אתה לוקח את יד ימין שלך ואוחז חוט חשמל, כאשר הבוהן ( או אגודל?) מצביעה אל כיוון הזרימה שלך הזרם – אתה יוצר שדה מגנטי שהוא בכיוון שאר האצבעות. במקרה שלך – במרכז המעגל הזה שיצרת יש שדה מגנטי אחיד שיוצא ממרכז המעגל – שקיים רק כשיש בחוטים זרם. עכשיו לא סתם אני קודח לך פה, השאלה שלי היא בשביל מה מלכתחילה הלכת וקנית קורא כרטסיים ? אי אפשר להפוך את הפעילות של הסליל שלך ולהשתמש ב… לקרוא עוד »

אדיר! הקוד תואם לארדואינו בלי בעיות?
ואפשר תמונה של הגירסה שלך?

בהחלט מגניב, תודה רבה על התגובה ואני יודע שאני אישית אשמח לסרטון הדגמה.
ובכללי נהניתי מהפוסט מכיוון ששני האנשים שאני עוקב אחריהם הכי הרבה בעולם המייקינג הם סאמי קמקר ועידו גנדל 🙂

או שאולי הצבתי לו.
אגב, גם לי הייתה פעם התכתבות איתו בה הוא שלח לי תגובה קרירה. שאלתי אותו איזו שאלה לגבי איזה באג שהיה לי עם הkeysweeper והוא ענה לי שאשאל אותו בעמוד ביוטיוב של הסרטון והוא יענה שם. שאלתי אותו שם והוא מעולם לא ענה לי 🙁
עם זאת אני עדיין מעריץ גדול שלו ועוקב אחרי הפרוייקטים שלו.