当地铁遇上黑客
本文将介绍到的内容包括：
复制已充值的地铁卡
逆向磁条卡
破解RFID卡
使用软件无线电嗅探敏感信息
使用FPGA来暴力破解
攻击自动售票系统
社会工程
黑客战车!
概述
译注：波士顿地铁于1897年建成并投入使用。地铁在英国称为Tube,法国人叫Metro,美国人则说Subway,但在波士顿是以英文字母"T"字为代表的，地铁月票也叫TPass,街道上那大大的T字牌就是地铁站标志。
物理攻击
常常能找到本应该锁好的各种敞开的大门
到处都能发现没关上的旋转门控制箱
穿过窗户还能够偷拍到工作人员的电脑屏幕
随处可见随意放置在未上锁工具箱里的钥匙
号称最先进的监控系统总是无人值守
含有敏感信息的资料可以轻易被游客接触到
我们可以利用这些资料伪造员工卡
上万能的x宝(老外喜欢用ebay)还能买到很多有趣的社工装备
黑掉磁条卡
1、选择一款合适的磁条卡读写硬件
成本在￥30块左右
自制读卡器
可读取3磁道
制作方法：stripesnoop.sourceforge.net
成本在￥900块左右
Spark Fun 电子公司产品
支持3磁道、支持低矫顽力(lo-co)
源码可下载
成本￥2000块左右
MSR206或者MAKStripe
支持3磁道、支持高/低矫顽力(hi-co/lo-co)
基于GPL协议工作
2、Charlie Ticket
译注：Charlie Card和Charlie Ticket是MBTA(地铁)的交通卡，可以用来在波士顿地区乘坐地铁、公交以及部分轮渡。两种交通卡都可以直接在各大地铁站的售票机购买。
获取到磁条卡内部数据以后，如果该卡是充值过的，那我们就可以通过复制卡的手段来免费畅游地铁了!
其实到这一步light教授已经觉得挺满足了，但是脑海里突然浮现出儿时小伙伴钢铁侠的英俊面孔：
咳，咳......摇滚精神告诉我，我们不应该止步于此!接下来我们看看如何进一步突破。
3、逆向Charlie Ticket 磁条卡
说到逆向工程，似乎谁都会两下，但基于目前的情况我们该如何下手呢?
1、猜测数据中每一段的含义
2、改变单一变量，观察有什么变化
3、反复多次以上步骤来确认数据含义
4、对相似的、不相似的数据都进行比较
5、忽略恒定不变的区域
6、构建和使用工具辅助
通过分离变量法定位单一变量：
根据变量对数据分组
忽略各组之间全局相同的数据
忽略组内的数据差异
4、伪造一张Charlie Ticket 磁条卡
对我们最关注的金额数据部分进行修改，并记得修改最后的校验值
成功刷入
磁条卡逆向工程框架图
一个磁条卡逆向工程的工具包应该包含：
python编写的用于分析磁条卡的库
集成的MSR206读写器
帮助组织数据的图形化界面
总结
美国绝大部分的地铁售检票系统来自两家主要提供商：
Scheidt & Bachmann 他们制作了波士顿T卡，覆盖旧金山、巴特、长岛铁路、西雅图Sound Transit、伦敦Silverlink等系统;
Cubic Transportation 他们制作了NYC MTA卡，覆盖纽约、华盛顿、哥伦比亚WMATA、芝加哥CTA、上海地铁等系统。
这些地铁卡到底能不能被我们破解和逆向，黑客与地铁究竟还能碰撞出哪些火花?请喝口水继续阅读。
攻击RFID卡
1、了解RFID卡
典型的MIFARE卡特性有：
13.56MHz的RFID智能卡
端至端专有的“密码”(Crypto-1)
1K内存和存储卡中的唯一标识符
超过500万个标签使用
虽然MIFARE卡采用了一定的安全机制，但是由于加密强度不足等问题，导致我们依然有机会攻破之。
2、选择一款合适的读写卡硬件
成本在￥4200左右
USRP
支持信号输入/输出完全控制
可以结合GNU无线电和自定义插件使用
USRP高清玉照：
卡与读卡器的通信频率图示：
3、GNU无线电RFID工具链
RFID频率
接收器#1：13.56MHz
接收器#2：12.71MHz
charlie磁卡与读卡器的快速傅里叶变换(FFT)算法波形：
得到13.56MHz读卡器向卡片进行信号传输时的波形：
接着经过调制解调、解码器解码，我们得到完整的GNU无线电RFID工具链：
4、MIFARE卡的攻击
目标：获得密钥(可以用来克隆卡)
暴力破解
嗅探握手包并使用FPGA破解密钥。
通过滤波器功能的弱点减少密钥空间。
可以参考：www.cs.virginia.edu/~kn5f/ Mifare.Cryptanalysis.htm
操纵PRG时机
“随机”挑战取决于时钟周期，实际上是非随机的。
代数攻击
写加密-1作为多元二次方程系统
结合嗅探数据，转换为SAT，然后用它解决SAT-求解
如果尝试其他方式全都失败的话，那就暴力破解之!因为FPGA暴破是速度最快的解决方案，没有之一!
微处理器：
专用逻辑
硬件描述
数以百计的并行数
KwickBreak FPGA 暴力破解器流程图：
(通过解析已知明文来恢复出密钥)
编写一个简单的XOR模块：
执行：
最后只要在Xilinx ISE创建一个新的项目，载入的文件，并合成。
完成!
网络层攻击
网络层安全性探索
地铁站和地铁办公室进行现场调查(没有找到开放的wifi)
进行无线设备审计
探索无人防守的网络交换机
发现未上锁机房中的光纤交换机(连接自动售检票系统与内部网络)
社会工程
执行“幻影会议”攻击：
我们自然的走进地铁内部办公室和会议室，物理接触到内部网络与计算机设备，整个过程没有工作人员质疑和询问......
黑客战车(WarCart)
打造一款走哪儿黑哪儿的全副武装的黑客战车(译注：light教授表示这已经踏入了行为艺术的范畴...)
战车还自带烟雾弹功能：
结果在半路被警察叔叔拦下来了.....
为了避免被警察叔叔当做恐怖分子抓起来，成为第二天报纸的头条，我们只好各自回家吃饭去。
总结
总结整个地铁系统渗透过程，内容包括：
渗透物理安全漏洞
逆向工程 CharlieTicket
编写代码来分析和伪造 magcards
写一个工具链分析13.56MHz的RFID，使用USRP+ gnuradio进行数据传输
MIFARE 典型磁卡的攻击
写一个暴力破解器并使用FPGA破解密钥
转换MQ为SAT，然后用它解决SAT-求解
编写代码来读取和克隆MIFARE卡密钥数据
官方 