RFID第一期——各種IC卡和ID卡詳解
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起因
放假閑來無事,在B站沖浪,看到有人在討論IC卡,我在這方面剛好還是有這么一點(diǎn)了解,就拿MF1卡給別人舉了個(gè)例子,然后MF1卡就被開除出IC卡籍了。

有點(diǎn)氣,但是仔細(xì)想想,網(wǎng)上關(guān)于這些卡的介紹知識(shí)太少了,有些人區(qū)分不了也很正常,于是我查閱大量資料,才有了這篇文章。
前置知識(shí)
先給大家捋清楚幾個(gè)不同的名詞:ID卡,IC卡,RFID卡,CPU卡,m1卡,MF1卡,UID卡,CUID卡。。。
看到這對(duì)名詞想必大家頭都大了,但是,今天我就帶大家搞清楚這每一個(gè)名詞的意思,以及目前市面上比較常見的卡的類型的介紹。
RFID卡和IC卡
首先,大家需要知道的一個(gè)名詞是:RFID
這是什么意思?我摘抄了Wiki上的介紹,幫助大家理解:射頻識(shí)別 - 維基百科,自由的百科全書 (wikipedia.org)
射頻識(shí)別(英語:Radio?Frequency?IDentification,縮寫:RFID)是一種無線通信技術(shù),可以通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。
可以看到,RFID不是一種卡的代號(hào),而是一種技術(shù),一種非常常見的技術(shù),使用了這個(gè)技術(shù)的“卡”都能稱為RFID卡,這是一個(gè)大類,基本涵蓋今天說的所有卡,除了接下來要說的IC卡的一部分:
IC卡定義,摘自百度百科:IC卡_百度百科 (baidu.com)
IC卡 (Integrated Circuit Card,集成電路卡),也稱智能卡(Smart card)、智慧卡(Intelligent card)、微電路卡(Microcircuit card)或微芯片卡等。它是將一個(gè)微電子芯片嵌入符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)的卡基中,做成卡片形式。IC卡與讀寫器之間的通訊方式可以是接觸式也可以是非接觸式。
從兩者定義可以看出,RFID卡和IC卡并不是簡(jiǎn)單的包含與被包含的關(guān)系,因?yàn)橐粋€(gè)是從技術(shù)上定義,一個(gè)是從結(jié)構(gòu)上定義。兩者不能直接比較。嚴(yán)格意義上來說,接觸型IC卡不屬于RFID卡,因?yàn)镽FID的一大特征就是可以無接觸,常見的接觸型IC卡有:銀行卡,SIM卡等等。最明顯的特征就是這個(gè)裸露的芯片。

而現(xiàn)在非接觸型IC卡(也就是不用接觸也能刷的卡)常被人們叫做射頻卡,屬于RFID卡的范疇?,F(xiàn)在很多人直接把IC卡歸到了RFID卡里面去,這個(gè)說法也不能說是錯(cuò)的,只是沒這么嚴(yán)謹(jǐn)罷了。
RFID和NFC
想必大家現(xiàn)在經(jīng)常能見到NFC這個(gè)詞,也總是會(huì)發(fā)現(xiàn)NFC和眾多的“卡”聯(lián)系在一起。比如:
手機(jī)的NFC功能
小米手環(huán)7NFC版
NFC卡貼
NFC讀卡器
……
雖然日常生活中,NFC總是和刷卡有關(guān),但是NFC技術(shù)和RFID是有著一定的區(qū)別的。這里我先給大家解釋一下NFC的含義:近場(chǎng)通信 - 維基百科,自由的百科全書 (wikipedia.org)
近場(chǎng)通信(英語:Near-field communication,NFC),又稱近距離無線通信、近距離通信,是一套通信協(xié)議,讓兩個(gè)電子設(shè)備(其中一個(gè)通常是移動(dòng)設(shè)備,例如智能手機(jī))在相距幾厘米之內(nèi)進(jìn)行通信。
NFC其實(shí)是由RFID技術(shù)演變而來,由飛利浦半導(dǎo)體(現(xiàn)恩智浦半導(dǎo)體)、諾基亞和索尼共同于2004年研制開發(fā)
的。它的特點(diǎn)有:
傳輸距離小,一般小于20cm
工作頻率固定,為13.56MHz
傳輸速度為424 kbit/s

具體NFC技術(shù)與RFID技術(shù)的區(qū)別,詳見這篇文章:NFC 與 RFID - 走看看 (zoukankan.com)

雖然NFC與RFID有這么多不同,但是NFC兼容于現(xiàn)有的被動(dòng)RFID(13.56 MHz ISO/IEC 18000-3)設(shè)施。所以,在高頻RFID(13.56MHz)的應(yīng)用領(lǐng)域中,同樣可以使用NFC技術(shù)。我們?nèi)粘S玫降目?,基本都是使用了NFC技術(shù),所以下文NFC出現(xiàn)頻率會(huì)很高。
IC卡和ID卡
日常生活中,也會(huì)常常聽到ID卡這個(gè)名詞,那么,ID卡和IC卡有什么區(qū)別呢?
這里提到的IC卡指的是射頻卡。
首先先搞清楚什么是ID卡,淺看定義:ID卡_百度百科 (baidu.com)
ID卡全稱為身份識(shí)別卡(Identification Card),是一種不可寫入的感應(yīng)卡,含固定的編號(hào),主要有臺(tái)灣SYRIS的EM格式、美國(guó)HIDMOTOROLA等各類ID卡。ID卡與磁卡一樣,都僅僅使用了“卡的號(hào)碼”而已,卡內(nèi)除了卡號(hào)外,無任何保密功能,其“卡號(hào)”是公開、裸露的。所以說ID卡就是“感應(yīng)式磁卡”。?ISO標(biāo)準(zhǔn)ID卡的規(guī)格為:85.5x54x0.80±0.04mm(高/寬/厚),市場(chǎng)上也存在一些厚、薄卡或異型卡。
兩種卡的原理和使用方式上的區(qū)別。
ID卡多為低頻(125Khz),而且是一種不可寫入數(shù)據(jù)的非接觸卡,卡號(hào)只能由芯片生產(chǎn)廠商一次性寫入,開發(fā)商只能讀出卡號(hào)加以使用。
IC卡多為高頻(13.56MHz),不僅可由授權(quán)用戶讀出大量數(shù)據(jù),而且亦可由授權(quán)用戶寫入大量數(shù)據(jù)(如新的卡用戶的權(quán)限、用戶資料等),IC卡所記錄內(nèi)容可反復(fù)擦寫。
此外,兩種卡在外型上還有很大區(qū)別,如下圖所示:


總結(jié):
1.ID卡多為低頻,IC多為高頻;
2.IC卡整體上看比ID卡更有優(yōu)勢(shì),市面上使用的大多數(shù)也是IC卡;
3.對(duì)于矩形白卡,里面為矩形線圈、表面沒有編號(hào)的多為IC卡,里面為圓形線圈、表面有編號(hào)的多為ID卡;
4.對(duì)于異形卡,有編號(hào)的多為ID卡,最好使用帶NFC的手機(jī)進(jìn)行測(cè)試(目前手機(jī)NFC只能讀高頻13.56Mhz),IC卡會(huì)有反應(yīng);
ID卡介紹
前面介紹了這么多前置知識(shí),現(xiàn)在該進(jìn)入正文了。開始詳細(xì)的介紹每一種卡,先從ID卡開始。ID卡最顯著的特征就是低頻,出廠固化ID,價(jià)格低廉,沒有加密。
一般的ID卡
ID卡有很多種不用的芯片,由許多不同的公司生產(chǎn)的,常見的有:Mifare UtraLight IC U1、Mifare DESFire 4K;Legic MIM256 ;ST SR176、SRIX4K;I·CODE 1、 I·CODE 2;Tag-it HF-I、Tag-it TH-CB1A;Temic e5551;Atmel T5557、Atmel T5567、Atmel AT88RF256-12 ;Hitag1、 Hitag 2;μEM EM4100、EM 4102、 EM4069、EM4150;TK4100;Inside 2K、Inside 16K等。
國(guó)內(nèi)比較常見的是瑞士微電子公司的EM4100無線射頻芯片的ID卡,所以一般的ID卡我將以這款芯片來介紹。首先上谷歌找一下EM4100的data sheet。

從Feature可以看到,普通的ID卡只有64bit的存儲(chǔ)空間,存?zhèn)€ID之后就沒什么空間了,所以ID卡,應(yīng)用場(chǎng)景十分的有限。再來看看存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):

可以看到,真正存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的只有40bit,其中8bit是用戶標(biāo)識(shí)/版本號(hào),剩下32bit是數(shù)據(jù)位/卡號(hào)。校驗(yàn)位Px和PCx,對(duì)應(yīng)行或列有偶數(shù)個(gè)1(不包括校驗(yàn)位),則校驗(yàn)位為0。奇數(shù)個(gè)1,則校驗(yàn)位為1。將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼之后,就變成了64bit的數(shù)據(jù)(9bit起始位 + 54bit數(shù)據(jù)/校驗(yàn)位 + 1bit停止位),在上電后就以“曼切斯特編碼方式”循環(huán)地發(fā)送。
上面EM4100的簡(jiǎn)單介紹,可以說和本文關(guān)系不大,大家看個(gè)樂就行。我是寫給以后的我看的。其實(shí),常見的ID卡芯片都是EM4XX的,所以網(wǎng)上一般都是將普通的ID卡默認(rèn)為EM4XX系列的卡。問題不大。這種卡一般造價(jià)低廉,只能讀不能寫。常用于低成本門禁卡,小區(qū)門禁卡,停車場(chǎng)門禁卡等等。這種卡沒什么安全性可言,可以用手持式的讀卡器直接復(fù)制來著。
ID白卡
一般指的是EM4305或T5577,這種卡顧名思義,可以用來克隆ID卡,出廠為白卡,內(nèi)部的EEPROM(用戶儲(chǔ)存數(shù)據(jù))可讀可寫,通過修改EEPROM的內(nèi)容達(dá)到修改ID的目的。且T5577還很多功能,其內(nèi)部有扇區(qū),可以用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù),個(gè)別扇區(qū)還可設(shè)置密碼。最特別之處是,寫入ID 號(hào)可以變身成為ID 卡,寫入HID號(hào)可以變身HID 卡,寫入Indala 卡號(hào),可以變身Indala 卡。
至于為什么能用白卡來復(fù)制ID卡,詳情可看這篇文章:用EM4305/T5557模擬EM4100的ID卡,原理解釋 - osnosn - 博客園 (cnblogs.com)****
T5577簡(jiǎn)略介紹
這里簡(jiǎn)單介紹一下存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),先貼一下data sheet:Atmel T5557 Datasheet (orangetags.com)。感興趣可以仔細(xì)研究研究。

介紹摘抄自:T5557卡片說明 - viperchaos - 博客園 (cnblogs.com)
T5557的卡結(jié)構(gòu)有頁0和頁1,頁1有兩個(gè)塊,頁0有8個(gè)塊,每個(gè)塊有33位,第一位為鎖定位,寫入為1,該塊后面的32位就無法修改了。
頁1的數(shù)據(jù)只能為讀,包含卡號(hào)信息和制造商的一些信息,具體格式含義見T5557芯片資料。頁0塊0為配置字,決定了卡片跟閱讀器通信時(shí)工作的頻率,調(diào)制方式及卡片頁0塊號(hào)可見數(shù)目等。配置字很關(guān)鍵,同樣的T5557卡片,有些閱讀器能讀,有些閱讀器不能讀的,這個(gè)閱讀器內(nèi)部單片機(jī)的具體程序設(shè)計(jì)相關(guān),所以一旦設(shè)置好不要輕易修改。
T5557的訪問分兩種方式:常規(guī)讀寫和保護(hù)讀寫。常規(guī)讀寫模式下,頁0塊7是普通的數(shù)據(jù)區(qū),訪問頁1的塊或頁0的塊都是不需要密碼的;保護(hù)讀寫模式下,頁0塊7為密碼的存放區(qū),是不可見的,無法讀取。訪問頁1的塊或頁0的塊都是需要密碼的。我們現(xiàn)在用的是華峰科技有限公司的低頻閱讀器,據(jù)文檔說明,配置字為00 08 80 e8時(shí)為常規(guī)讀寫,配置字為00 08 82 f8時(shí)為保護(hù)讀寫。
EM4305簡(jiǎn)略介紹
EM4305卡有32個(gè)密碼讀/寫保護(hù).32位唯一的ID代碼和10位客戶代碼。
EM4305卡的EEPROM儲(chǔ)存空間為512位,分為16個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)32位,其中鎖定位置可分為16個(gè)扇區(qū),EEPROM數(shù)據(jù)塊變成了只讀模式。EM4469可提供各種低功耗的數(shù)據(jù)傳輸率和編碼方法,其內(nèi)部集成的諧振電容可掩膜選擇,無需外部電容。此外,片內(nèi)還有整流器和限壓器,可在-40℃~85℃在溫度下工作。
摘自:EM4205 / EM4305 芯片卡 (baidu.com)
EM4305和T5577的一些異同點(diǎn):

HID卡
全稱HID Prox Ⅱ,是一家叫HID Global的公司生產(chǎn)的,并不是很么高頻ID卡的意思(一開始還搞錯(cuò)了)。這家公司比較的厲害,它生產(chǎn)的卡使用的芯片是自己定制的,而且HID還提供一套完整的解決方案:設(shè)備,卡片,協(xié)議等。芯片內(nèi)部使用的協(xié)議比EM4100或T5577安全很多。
HID卡外觀:

市面上有兼容HID卡的讀卡器,但是有些信息是讀不出來的,需要使用HID的專用讀卡器。當(dāng)然HID公司除了低頻卡,旗下也有高頻卡系列。
關(guān)于這家公司:
美國(guó)HID最早是作為體斯火箭公司的一個(gè)部門,為整個(gè)公司內(nèi)部提供讀卡器和卡,原來HID三字的全稱為“Hughes Idert Jication”。1991年從體斯公司獨(dú)立出來,在以后的幾年中HID進(jìn)入了連續(xù)快速的增長(zhǎng)期。
Indala卡
全稱Indala Proximity,是HID公司的一個(gè)系列,相對(duì)HID卡,比較冷門,而且時(shí)間比較早,原來是原摩托羅拉卡(Motoroal卡),簡(jiǎn)單介紹;
所有 HID Indala 125 kHz 感應(yīng)卡均采用 FlexSecur技術(shù),通過讀卡器上的驗(yàn)證過程提供更高級(jí)別的門禁系統(tǒng)安全性。 作為 HID Indala 產(chǎn)品系列獨(dú)有的功能,F(xiàn)lexSecur會(huì)在將卡數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)系統(tǒng)前篩選掉未授權(quán)卡。 可以提供適合每個(gè)應(yīng)用的各種樣式的 Indala 憑證卡。 Indala 憑證卡與所有 Indala 讀卡器兼容,并且可以輕松地使用 Indala ProxSmith編程器和工具包進(jìn)行編碼。 此外,HID Indala 感應(yīng)卡沒有電池的無源設(shè)計(jì)允許無限次讀取,并且保證沒有材料和工藝上的缺陷。
摘自:?Indala卡(it922.com)
ID防火墻卡
用來攻克防火墻的特殊ID卡,大概有一下幾種:
F8268
5200
8265
8310
8678
這些卡是國(guó)產(chǎn)的,用來對(duì)付防火墻,關(guān)于ID卡防火墻,有一種做法是:在讀入ID卡的數(shù)據(jù)之前,先向ID卡嘗試寫入數(shù)據(jù),如果是正常的ID卡,只讀不受影響,但如果是T5577這種,就會(huì)被修改卡號(hào),達(dá)到防火墻攔截的目的。所以有了這些穿透防火墻的卡。
詳見:ID門禁卡的防火墻_good02xaut的博客-CSDN博客_id卡 防火墻
IC卡介紹
這里的IC卡一般指高頻卡(13.56MHz)放張圖看下不同頻段的一些特點(diǎn)

至于為為什么是13.56MHz,我也沒找到比較權(quán)威的說法,但是我們知道,頻率越高,波長(zhǎng)越小,所能攜帶的信息越多,這應(yīng)該是一個(gè)折中的考慮,問題不大。在介紹IC卡種類之前,先來了解一下ISO14443標(biāo)準(zhǔn):ISO/IEC 14443 - 維基百科,自由的百科全書 (wikipedia.org)
這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在工作頻率是13.56MHz。其中,ISO14443標(biāo)準(zhǔn)分為了typeA和typeB兩個(gè)有些許差異的標(biāo)準(zhǔn)。
前者市場(chǎng)普及率比較高(一般的IC卡就是typeA標(biāo)準(zhǔn)),后者則是有傳輸能量不中斷、速率更高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
接下來主要講ISO14443-typeA標(biāo)準(zhǔn)的IC卡。
MIFARE Classic 1K卡
這個(gè)可以說是目前最常見IC卡了,他還有許多名字,比如:Mifare Standard,Mifare S50,Mifare S70,MF1,M1等等。這個(gè)卡UID出廠固定,可以修改儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。

屬于Mifare系列的,關(guān)于Mifare:MIFARE - 維基百科,自由的百科全書 (wikipedia.org)

據(jù)說全球出貨量達(dá)到了50億!其中的Mifare S50和Mifare S70的區(qū)別在于容量,S50容量為1KB,而S70容量為4KB。關(guān)于M1卡,下一篇文章我會(huì)專門介紹它,這里我就簡(jiǎn)單介紹一下:
M1卡有16個(gè)扇區(qū)組成,每個(gè)扇區(qū)有4個(gè)數(shù)據(jù)快,每個(gè)數(shù)據(jù)塊有16個(gè)字節(jié)(16x4x16=1024)
其中0扇區(qū)的第0塊存著卡片以及廠商的信息。

每個(gè)扇區(qū)有兩個(gè)密鑰,keyA和keyB,3區(qū)塊中間的四位是存儲(chǔ)控制位,決定的這個(gè)扇區(qū)的權(quán)限。但是在2008年,M1就被爆出有漏洞,使得該種卡能夠被直接破解,這類卡被稱為所謂的漏洞卡,當(dāng)然,過了這么久,漏洞會(huì)被修復(fù)的。目前無漏洞卡已經(jīng)到了第三代,單靠pm3可能還破解不了,還需要變色龍來嗅探。
非加密卡,半加密卡,全加密卡
很好理解,因?yàn)镸1卡有16個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)都有倆密鑰
非加密卡就是所有的16個(gè)扇區(qū)都是默認(rèn)密鑰,或者弱口令。此類卡,pm3一般都能直接破解
半加密卡就是有一部分扇區(qū)不使用默認(rèn)密鑰,這類卡pm3大部分也能直接破解
全加密卡就是16個(gè)扇區(qū)都被加密了,此類卡往往破解難度很大,pm3也有可能解不出來
對(duì)付全加密卡,就需要變色龍的嗅探。什么?不知道變色龍?變色龍簡(jiǎn)單來說就是一個(gè)單片機(jī),能模擬卡片的電氣結(jié)構(gòu),通過寫入加密卡的dump,變色龍直接拿去機(jī)器刷卡,可以嗅探出指定扇區(qū)的密鑰。有了一個(gè)扇區(qū)的密鑰之后,就可以破解出剩下扇區(qū)的密鑰了。
MIFARE UltraLight卡
也被稱為M0卡、MF0卡,是一種高頻低成本卡,同時(shí)容量小,但是比M1卡輕薄。
其容量只有512bit,也就是64B。被劃分為了16個(gè)page,每個(gè)page包含4個(gè)字節(jié),如下圖所示:

可以看到,M0卡的UID有7個(gè)字節(jié)長(zhǎng),普通的M1卡只有四個(gè)。而且M0卡沒有加密,所以M0卡只能用在一些身份識(shí)別的地方,比如地鐵票,園區(qū)票之類。以下是M0卡的詳細(xì)介紹:
Page0和Page1以及Page2的第1個(gè)字節(jié)是卡片的7字節(jié)序列號(hào)及其校驗(yàn)字節(jié),其中
BCC0=0x88⊕SN0⊕SN1⊕SN2,BCC1=SN3⊕SN4⊕SN5⊕SN6
,SN0是制造商代碼,由于Mifare UltraLight是NXP公司出品,因而SN0固定為04H。Page2的第2個(gè)字節(jié)Internal作為內(nèi)部數(shù)據(jù)保留。以上共10個(gè)字節(jié)出廠時(shí)固化在存儲(chǔ)區(qū)內(nèi),用戶無法更改。Page3是一次性燒錄(One Time Programmable,OTP)頁,該頁的內(nèi)容在卡片出廠時(shí)全部被寫為“0”,用戶使用時(shí)只能把某一位的內(nèi)容寫為“1”,而永遠(yuǎn)也不能把“1”寫為0,也就是說,新寫入的4字節(jié)內(nèi)容與卡內(nèi)原來的內(nèi)容進(jìn)行異或,異或后的結(jié)果存儲(chǔ)在卡片中。
Page4-Page15是可讀寫的用戶數(shù)據(jù)區(qū),出廠時(shí)其內(nèi)容初始化為0,用戶可以任意讀寫。
Page2的第3和第4個(gè)字節(jié)用于將存儲(chǔ)區(qū)鎖定為只讀。如下圖所示,L4-L15的某一位設(shè)置為1,則對(duì)應(yīng)序號(hào)的Page內(nèi)容鎖定為只讀,每一個(gè)Page都可以單獨(dú)設(shè)置。Lotp用于鎖定Page3為只讀?!绑氩断s,黃雀在后”,Lotp-L15可以鎖定別人,這些位本身又被三個(gè)BL位鎖定,BL15-10用于鎖定L15-L10,BL9-4用于鎖定L9-L4,BLotp用于鎖定Lotp。所有的這16個(gè)鎖定位也具有OTP特性,通俗的講就是這些“鎖”沒有“鑰匙”,一旦鎖死就再也改不回來了,所以鎖定時(shí)一定要小心。

Mifare UltraLight的讀寫操作和 Mifare S50是完全兼容的,這里的“兼容”是指二者可以使用同一個(gè)讀卡器硬件,同一套軟件。當(dāng)然若軟硬件完全相同就不是兩種卡了,二者的區(qū)別主要體現(xiàn)在軟件操作上,包括以下4個(gè)方面:
一是Mifare UltraLight的卡序列號(hào)有7個(gè)字節(jié),而Mifare S50的卡序列號(hào)只有4個(gè)字節(jié),因此在卡片防沖突選擇階段需要兩層(Cascade,93H和95H)操作;
二是Mifare UltraLight沒有密碼,不需要驗(yàn)證;
三是Mifare UltraLight的Page相當(dāng)于Mifare S50的BLOCK,因此Mifare UltraLight有16個(gè)BLOCK,且每個(gè)BLOCK只有4個(gè)字節(jié),而Mifare S50有64個(gè)BLOCK,每個(gè)BLOCK有16個(gè)字節(jié);
四是Mifare UltraLight沒有電子錢包功能。
基于以上四點(diǎn),在Mifare S50的程序中在卡請(qǐng)求命令成功執(zhí)行后,如果判斷卡類型字節(jié)為Mifare UltraLight(0044H),則在之后的操作中增加第二層防沖突選擇,卡選擇成功后直接對(duì)卡片的0-15塊進(jìn)行讀寫操作,每次讀寫只關(guān)注前4個(gè)字節(jié),不使用電子錢包功能,這樣就可以兩種卡片完全兼容了。
Mifare UltraLight適合一次性、不需要回收的低成本的電子票證、景區(qū)門票等場(chǎng)合的解決方案,據(jù)說推出Mifare UltraLight的本來目的是想與125KHz的ID卡競(jìng)爭(zhēng),并作為磁條卡的替代方案。從目前的情況看,Mifare UltraLight與ID卡的競(jìng)爭(zhēng)情況并不樂觀,而磁條卡的替代品也大多是ID卡。
摘自:Mifare UltraLight-深圳市明華澳漢物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司 (mwahiot.com)
我曾今還是見過一次M0卡的,當(dāng)時(shí)一個(gè)美國(guó)的網(wǎng)友找到我,給我看了張卡,當(dāng)時(shí)我哪里懂這么多,只知道M1卡,就讓他去讀,結(jié)果讀出來是M0卡,直接給我整懵了,后面上淘寶查了一下,沒找到能復(fù)制M0卡的,不知道能不能用變色龍模擬出來。買個(gè)二手變色龍回來試試。

想進(jìn)一步了解M0卡的可以移步data sheet:NXP Mifare Ultralight Datasheet (orangetags.com)
判斷M0和M1及Mifare系列其他卡
可以通過SAK值判斷,以下是常見的SAK值:

MIFARE Plus卡
MIFARE Plus卡有兩種,分別是S和X。Plus是M1卡的升級(jí),向下兼容M1卡,所以也被稱為M1P卡或者M(jìn)F1P,安全性對(duì)比M1卡有很大的提升,其特點(diǎn)有:
■ 2 kB或4 kB EEPROM
■ 固定存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,兼容MIFARE Classic 1K和MIFARE Classic 4K
■ 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與MIFARE Classic 4K相同(區(qū)、塊)
■ 可自由配置訪問條件
■ PLUS S版本支持ISO/IEC 14443 A類UID(4字節(jié)UID、4字節(jié)NUID、7字節(jié)UID),可選支持隨機(jī)ID;PLUS X版本支持ISO/IEC 14443-3 UID(4字節(jié)UID、4字節(jié)NUID、7字節(jié)UID),可選支持隨機(jī)ID
■ 多扇區(qū)驗(yàn)證,多塊讀寫
■ PLUS S版本具有AES-128用于實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證和完整性;PLUS X版本具有AES-128用于實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證、保密性和完整性
■ 寫入AES密鑰時(shí)具有防修改機(jī)制
■ 密鑰能以MIFARE CRYPTO1密鑰(每扇區(qū)2 × 48位)和AES密鑰(每扇區(qū)2 × 128位)形式保存
■ 基本支持虛擬卡概念
■ 通信速度高達(dá)848 kb/s
■ 單次寫操作次數(shù):200000個(gè)周期(典型值)
■ 通用標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證:EAL4+

我手里的農(nóng)行卡就是M2卡
NTAG卡
NTAG是NXP公司的一種NFC卡,從名字就可以看出,這種卡是符合NFC規(guī)約的Tag,可以被所有的NFC設(shè)備讀取。常見的產(chǎn)品有:
NTAG203 (144 bytes memory)沒有密碼保護(hù)功能,用法 Mifare Ultralight基本一樣
以下是21X系列卡,有密碼保護(hù)功能
NTAG210 (48 bytes memory)
NTAG212 (128 bytes memory)
NTAG213 (144 bytes memory)市面上常用的卡
NTAG215 (504 bytes memory)
NTAG216 (888 bytes memory)
NTAG卡用起來和MIFARE UltraLisght-C卡類似,UID都為7位,且非常薄,網(wǎng)上買的NTAG標(biāo)簽基本上都是非常薄同時(shí)還比較小的。NTAG215的卡片信息:

NTAG213:

市面上比較常見的產(chǎn)品可能是那個(gè)米家碰碰貼,不過太貴了,20塊兩個(gè),不如去搶錢。這種卡貼可以拿來干很多有意思的事,比如碰一碰連WIFI和藍(lán)牙,有時(shí)間寫一下米家碰碰貼的用法。除了這個(gè),switch的amiibo卡好像也是一種NTAG標(biāo)簽,網(wǎng)上有人拿NTAG215來復(fù)制的。
UID卡
uid卡是國(guó)人發(fā)明的,全稱Mifare UID Chinese magic card——中國(guó)魔術(shù)卡,國(guó)外稱為GEN1。這個(gè)卡是針對(duì)S50的變種卡,用起來和M1 S50一模一樣,但是0扇區(qū)可以隨便修改,也就是說,卡號(hào)可以隨便修改,廠商信息也可以隨便更改,可以用來復(fù)制M1卡。但是缺點(diǎn)是,現(xiàn)在新的讀卡系統(tǒng),通過檢測(cè)卡片對(duì)特殊指令的回應(yīng),可以檢測(cè)出UID 卡,因此可以來拒絕UID 卡的訪問,來達(dá)到屏蔽復(fù)制卡的功能。
在某寶上,UID卡還是很便宜的,一塊多一張。通過使用后門指令(magic指令)來修改UID
CUID卡
在國(guó)外稱為GEN2,是UID卡的一種升級(jí)版,CUID卡可以重復(fù)修改0塊,但是它和UID卡的區(qū)別是,UID卡是通過指令修改0塊,CUID使用的是常規(guī)密碼驗(yàn)證的方法寫0塊(寫錯(cuò)了之后重寫需要清卡),其他扇區(qū)和標(biāo)準(zhǔn)M1卡相同。缺點(diǎn)是,還是有可能會(huì)被檢測(cè)出來,而且如果不小心寫錯(cuò)了UID號(hào)的校驗(yàn)位導(dǎo)致無法讀卡,沒辦法修復(fù)只能報(bào)廢。
不響應(yīng)后門指令(意味著不容易被反克隆系統(tǒng)發(fā)現(xiàn))

一張CUID卡展示,外觀上看不出來和M1卡有什么區(qū)別。某寶上一張要好幾塊。
FUID卡
國(guó)外稱GEN2,F(xiàn)UID卡是針對(duì)UID卡做的優(yōu)化。新的讀卡系統(tǒng),通過檢測(cè)卡片對(duì)特殊指令的回應(yīng),可以檢測(cè)出UID卡,因此可以來拒絕UID卡的訪問,來達(dá)到屏蔽復(fù)制卡的功能。FUID可以修改0塊,但只可以修改一次,寫錯(cuò)也沒辦法更改,也不能重復(fù)利用。修改后和M1卡完全一樣,很難被屏蔽檢測(cè)。
我沒買過,也沒用過,具體不知道是個(gè)什么情況
UFUID卡
鑒于FUID卡寫錯(cuò)的成本太高,又發(fā)展出了這種卡。 CFUID卡 0扇區(qū)固化前可隨意修改(相當(dāng)于UID卡),固化(鎖卡)后就跟M1卡完全一樣。
KUID卡
沒聽說過,摘自淘寶:
新一代可擦寫防屏蔽卡KUID,可重復(fù)使用替代普通防屏蔽卡。FUID,UFUID。
無需鎖卡自動(dòng)起防屏蔽作用,可重復(fù)擦寫使用無廢卡,不會(huì)像FUID或UFUID鎖死后才起到防屏蔽作用,更不會(huì)因?yàn)殒i卡而變成一次性卡,無法更改卡內(nèi)數(shù)據(jù)成為廢卡。
1、KUID防屏蔽卡專門對(duì)付物業(yè)升級(jí)的防復(fù)制卡和防復(fù)制讀頭,是物業(yè)升級(jí)后UID卡不能使用的 解決辦法
2、KUID卡無論從功能上和價(jià)格格都比FUID和UFUID更方便,是制卡師傅的好幫手
1.可以重復(fù)擦寫IC卡號(hào)和扇區(qū),兼容UID卡和IC卡; 2.可重復(fù)擦寫使用無廢卡,不會(huì)像FUID或UFUID鎖死后才起到防屏蔽作用(一體機(jī)只能寫一次切記),更不會(huì)因?yàn)殒i卡而變成一次性卡,無法更改卡內(nèi)數(shù)據(jù)成為廢卡; 3.KUID防屏蔽卡專門對(duì)付物業(yè)升級(jí)的防復(fù)卡和防復(fù)讀頭,是物業(yè)升級(jí)后UID卡刷卡無反應(yīng)或者只能刷一次可以解決一部分這些問題,當(dāng)然也不是完全能解決這個(gè)問題的,不過目前來看效果還是比較理想的有效率能達(dá)到90%; 4.本卡支持手機(jī)NFC功能寫卡,請(qǐng)到各手機(jī)應(yīng)用下載 mifare的工具。(手機(jī)功能有局限性,請(qǐng)大家酌情考慮手機(jī)測(cè)試建議購買白卡) 特別說明:由于需要兼容M1芯片的NFC手機(jī)直接改寫0扇區(qū)內(nèi)容,我們的UID卡的寫卡方式不能用傳統(tǒng)的ACR配套的軟件,為此,我們特別開發(fā)的寫卡程序。具體下載鏈接見以下描述。破解程序沒有任何改變,只有寫卡程序變了,注意:請(qǐng)下載我們的寫卡軟件鏈接ACR的讀卡器來寫入U(xiǎn)ID卡,否則無法寫入。注意此KUID卡可反復(fù)擦寫卡,可改寫0扇區(qū)以及全部扇區(qū)數(shù)據(jù)的全開空卡可修改UID的mifare卡片,1k卡,S50卡,200張/盒、鑰匙扣100個(gè)一袋 1、該卡片完全兼容mifare 1k卡片; 2、卡片的block0(UID所在的block)可以修改,重復(fù)修改; 3、block0直接用普通mifare讀寫器修改; 4、卡片的默認(rèn)密碼為12個(gè)F,即FFFFFFFFFFFF。 存儲(chǔ)容量: 8Kbit,16個(gè)分區(qū),每分區(qū)兩組密碼 工作頻率: 13.56MHZ 通訊速度: 106Kboud 讀寫距離: 2.5—10CM 讀寫時(shí)間: 1-2MS 工作溫度: -20-85 擦寫次數(shù): 100000次 數(shù)據(jù)保存: 10年
看起來像是CUID卡升級(jí)了,
SUID卡
聞所未聞,摘自淘寶:
防屏蔽可重復(fù)擦寫0扇區(qū)0塊(無需擦寫可直接覆蓋新數(shù)據(jù))
感覺又是一個(gè)CUID升級(jí),,,但是什么叫做無需擦寫可直接覆蓋新數(shù)據(jù)呀????jī)r(jià)格還是CUID的三倍。
NUIC卡
離譜,全網(wǎng)只看到一架淘寶店在買,又是一個(gè)CUID卡升級(jí)版。。。
GUID,GDMIC,GTU卡
滾動(dòng)碼復(fù)制卡,用于滾動(dòng)碼防復(fù)制電梯系統(tǒng),GTU卡鎖卡后數(shù)據(jù)不再改變,每次上電后都會(huì)恢復(fù)為鎖卡前的數(shù)據(jù),從而使?jié)L動(dòng)碼電梯系統(tǒng)無法正常滾動(dòng)卡內(nèi)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)破解滾動(dòng)碼系統(tǒng)的目的。GTU可解鎖,解鎖后可通過GTU專用指令進(jìn)行數(shù)據(jù)修改。
GDMIC是可以自動(dòng)復(fù)位數(shù)據(jù)的IC復(fù)制卡,用于滾動(dòng)碼防復(fù)制系統(tǒng),支持反復(fù)擦寫,功能同GTU卡,生產(chǎn)廠商不同
CPU卡
這個(gè)玩意比較高級(jí)了,可以說是最高級(jí)的IC卡了,CPU卡結(jié)構(gòu)就像一臺(tái)微型電腦一樣,儲(chǔ)存量大,而且極難破解,同時(shí)CPU卡還支持?jǐn)?shù)據(jù)上云,即卡本身不存數(shù)據(jù),只起到ID的作用。CPU卡現(xiàn)在沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),但是大概結(jié)構(gòu)如下:
非接觸cpu卡卡內(nèi)集成電路中包括中央處理器(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)以及片內(nèi)操作系統(tǒng)COS等主要部分,猶如一臺(tái)超小型電腦。具有信息量大、防偽安全性高、可脫機(jī)作業(yè),可多功能開發(fā)等優(yōu)點(diǎn)。CPU卡采用強(qiáng)大而穩(wěn)定的安全控制器,增強(qiáng)了卡片的安全性。非接觸CPU卡采用了無線傳輸?shù)姆绞剑ㄟ^射頻方式獲取能量和數(shù)據(jù)信號(hào),能滿足快速交易的要求(如公交的快速通過)。
CPU卡采用了多種芯片級(jí)防攻擊手段,基本上不可偽造;CPU卡能夠在內(nèi)部進(jìn)行加解密運(yùn)算,它所特有的內(nèi)外部認(rèn)證機(jī)制以及以金融IC卡規(guī)范為代表的專用認(rèn)證機(jī)制,能夠完全保證交易的合法性;在認(rèn)證和交易過程中,CPU密鑰不會(huì)泄露到卡外部,每次都是通過加密的隨機(jī)數(shù)來進(jìn)行,而且因?yàn)橛须S機(jī)數(shù)的參加,確保每次傳輸?shù)膬?nèi)容不同,保證了交易的安全性。在認(rèn)證和交易過程中所使用的密鑰都是在安全的發(fā)卡環(huán)境中產(chǎn)生并密文安裝到SAM卡和用戶卡中,整個(gè)過程密鑰不外露。
CPU卡的應(yīng)用防火墻功能可以保障同一張卡中不同應(yīng)用的安全獨(dú)立性。對(duì)安全性要求較高的金融行業(yè)都以CPU卡作為下一代銀行卡的標(biāo)準(zhǔn)。采用非接觸式CPU卡可以杜絕偽造卡、偽造終端、偽造交易,最終保證了系統(tǒng)的安全性。
優(yōu)點(diǎn)
同時(shí),非接觸CPU卡的大容量存儲(chǔ)空間又可以滿足預(yù)期的大金額消費(fèi)應(yīng)用所要求的更多客戶信息的存儲(chǔ)。而這時(shí)安全就不僅僅是存儲(chǔ)在卡內(nèi)的電子貨幣的安全,還包括個(gè)人信息的安全,非接觸式CPU卡的安全機(jī)制可以為此提供良好的保障。
應(yīng)用
由于非接觸式CPU卡具有以上無可比擬的優(yōu)點(diǎn),非常適用于電子錢包、電子存折、公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、公共汽車自動(dòng)售票系統(tǒng)、社會(huì)保障系統(tǒng)、IC卡加油系統(tǒng)、安全門禁等等眾多的應(yīng)用領(lǐng)域。非接觸CPU卡將逐步取代邏輯加密卡而成為IC卡的主要選型。在M1卡被破解的形勢(shì)下,采用非接觸CPU卡取代M1卡是解決M1卡危機(jī)的最終解決方案。
種類
1、非接觸式CPU智能卡(8K/16K,DES/3DES算法)
非接觸式CPU智能卡(8K/16K,DES/3DES算法)的芯片采用CMOS EEPROM工藝制作的高端智能卡產(chǎn)品,典型的應(yīng)用如公共交通、電子錢包等。符合ISO/IEC14443 TYPE A標(biāo)準(zhǔn)的RF電路、32位隨機(jī)數(shù)電路、DES/3DES算法模塊、流加密處理器,卡上程序存儲(chǔ)器為32K×8位EEPROM、512×8位RAM。
2、非接觸式CPU智能卡(國(guó)密SM1算法)
這款卡片是單界面非接觸CPU芯片,產(chǎn)品支持ISO14443-A協(xié)議,CPU指令兼容通用8051指令,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為8K字節(jié)的EEPROM。該芯片符合銀行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),COS同時(shí)支持PBOC2.0標(biāo)準(zhǔn)(電子錢包)及建設(shè)部IC卡應(yīng)用規(guī)范,具有較好的安全性。
摘自:非接觸式CPU卡-智能卡,電子標(biāo)簽,java卡,rfid卡,非接觸式IC卡,NFC卡-深圳市明申科技有限公司 (msrfid.com)
CPU卡能做到真正的一鑰一用,從一開始的多卡一鑰到后來的一卡一鑰,再到后來的一塊一鑰,可以看出IC卡加密技術(shù)的進(jìn)步呀。盡管如此,現(xiàn)在還有很多地方在使用M1卡,甚至還有很多地方在使用有漏洞的M1卡?。?!這真是,像裸奔一樣。如果對(duì)CPU卡或者M(jìn)1卡安全性感興趣的小伙伴,可以看看這篇文章:CPU卡加密系統(tǒng)與M1加密系統(tǒng)比較-深圳市明華澳漢物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司 (mwahiot.com)
如何區(qū)分CPU卡和M1卡
CPU卡和M1卡在外觀和大小上,可以說毫無差異。所以怎么區(qū)分就成了一個(gè)棘手的難題。以下是我總結(jié)的幾個(gè)方法:
如果卡支持在線充值,且有掛失功能,大概率是CPU卡
使用Mifare classic tool工具讀卡,其SAK的值位0x20的就是CPU卡
給卡后面的電話打過去,問客服這個(gè)卡的種類
CPU卡門禁部分的復(fù)制
總所周知,CPU卡現(xiàn)在無法破解,但是可以通過復(fù)制其UID到手環(huán)或者白卡里面,使用部分門禁功能。
CPU卡的UID從ATS中獲取,取ATS的后四位:

然后可以把這個(gè)UID寫進(jìn)一個(gè)空白的dump文件里,也可以直接寫入卡里,記得BCC校驗(yàn),也就是第五位的值由UID的四位異或而來。親測(cè),我學(xué)校的校園卡,我把UID寫進(jìn)手環(huán)里,可以刷宿舍樓門禁、學(xué)校大門的閘機(jī)和圖書館炸雞,但是圖書館簽到刷不了。顯然圖書館簽到使用到了CPU卡的UID之外的部分。
CPU模擬卡
我也不是很懂為什么會(huì)有CPU模擬卡這種東西,仔細(xì)想想,可能為了省錢把。關(guān)于CPU模擬卡的知識(shí):CPU模擬卡 - 為敢技術(shù) - 博客園 (cnblogs.com)
CPU模擬卡由CPU部分7K以及M1部分1K組成,常見的有復(fù)旦FM1208(7K+1K)其中7K為CPU部分容量大小,1K為M1卡容量大小,通過在PM3上點(diǎn)擊讀卡類型(指令hf 14a info)可進(jìn)行查看,下圖為冰人固件讀取模擬卡的原始返回,在帶有NFC功能的手機(jī)上,可以通過MCT軟件進(jìn)行讀卡,其返回值件下圖。

判斷方法
可以直接使用MCT工具讀卡,如果提示信息顯示:
SAK:28
ATQA:0004
TYPE:JCOP31 or JCOP41 v2.3.1
即為CPU模擬卡。我手上的中國(guó)銀行的卡就是一張CPU模擬卡
雙頻卡
不是什么新東西,從名字就可以知道,是兩種頻率的線圈塞進(jìn)一張卡里的產(chǎn)物,有低頻+高頻和高頻+超高頻(902~928MHz)。至于它有什么用,就是一張卡可以當(dāng)ID卡用,也可以當(dāng)IC卡用了哈哈哈。
畢竟ID卡的線圈這么小,可以塞進(jìn)IC卡里也不奇怪。有下圖那樣式的:

接觸式和非接觸式IC卡
IC卡又可以分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡。
接觸式IC卡:該類卡是通過IC卡讀寫設(shè)備的觸點(diǎn)與IC卡的觸點(diǎn)接觸后進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫;
非接觸式IC卡:又稱射頻卡、感應(yīng)式IC卡,該類卡與卡設(shè)備無電路接觸,而是通過非接觸式的讀寫技術(shù)進(jìn)行讀寫(例如RFID、NFC),其內(nèi)嵌芯片除了CPU、邏輯單元、存儲(chǔ)單元外,增加了射頻收發(fā)電路。該類卡一般用在使用頻繁、信息量相對(duì)較少、可靠性要求較高的場(chǎng)合。
兩者比較好區(qū)分,直接看卡上有無金屬觸點(diǎn)即可。

ISO14443 typeB標(biāo)準(zhǔn)的IC卡
前面講的這些都是使用了typeA標(biāo)準(zhǔn)的IC卡,接下來介紹一下typeB標(biāo)準(zhǔn)的卡,先來看看兩種標(biāo)準(zhǔn)的異同。
跟ISO 14443 -Type A 標(biāo)準(zhǔn) 的不同主要在于載波的調(diào)制深度及位的編碼方式。TYPE A采用開關(guān)鍵控(On-Off keying)的Manchester編碼,TYPE B采用NRZ-L的BPSK編碼。
TYPE B與TYPE A相比,具有傳輸能量不中斷、速率更高、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。RFID的核心是防沖突技術(shù),這也是和接觸式IC卡的主要區(qū)別。ISO14443-3規(guī)定了TYPEA和TYPE B的防沖突機(jī)制。二者防沖突機(jī)制的原理不同,前者是基于位沖突檢測(cè)協(xié)議,而TYPE B通信系列命令序列完成防沖突。
目前的二代身份證,社???,護(hù)照都是基于此標(biāo)準(zhǔn),可見這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的安全性會(huì)比較好。
結(jié)語
暈了,終于寫完了,史上最全的RFID卡信息匯總。這里面一半的卡我連見都沒見過,也算是漲知識(shí)了,還記得一開始的原因只是有人把M1卡逐出了IC卡籍。一怒之下就寫了一萬多字,不愧是我,巨能水。
在寫的過程中,我偶然間找到一篇12年前的帖子,在探討破解M1卡的方法,里面有幾層樓的貼很有意思:

11年的時(shí)候M1卡就已經(jīng)是很老的技術(shù)了,沒想到到了23年,市面上還有這么多的M1卡。另一條:

當(dāng)時(shí)能夠輕易修改UID的UID卡尚未出現(xiàn),他們不會(huì)想到,12年后的現(xiàn)在,M1卡像一個(gè)篩子一樣,能被隨便復(fù)制。
比起M1卡,更令人唏噓的還是NFC技術(shù),眾所周知NFC技術(shù)早在2G時(shí)代就已經(jīng)被應(yīng)用于手機(jī)上,NFC卡貼更是十幾年前就已經(jīng)出現(xiàn)。這種手機(jī)碰一碰就能交互,獲取信息的功能,想想就很好用,但事實(shí)是,2023年的今天,NFC卡貼仍沒有流行起來,原因很多,其中,我覺得很重要的一個(gè)原因就是二維碼的出現(xiàn)。NFC卡貼能做到的事情,使用二維碼掃一掃也能做到,而且手機(jī)廠商也不用額外做硬件支持(攝像頭應(yīng)該手機(jī)都有吧現(xiàn)在),而NFC功能即使是今天,仍然有很多手機(jī)不支持。
可能唯一NFC能打敗二維碼的場(chǎng)景就是地鐵站了,每次我滴一下就進(jìn)站了,同伴們還要打開app去掃碼,想想就很爽嘻嘻。
最后吐槽一下,再找資料的過程中,百度出的很多資料要么講的太細(xì),要么什么都沒講,結(jié)果最后發(fā)現(xiàn),淘寶的商品詳情頁或成了找資料的好地方。

這上面列舉的卡比我在網(wǎng)上找的都詳細(xì),害。然后去谷歌上找了很多data sheet和官網(wǎng)的資料,還看了不少維基的內(nèi)容,只能說,百度能找到的東西太少了,優(yōu)質(zhì)知識(shí)有時(shí)候付費(fèi)也找不到。最后我放一下所有參考資料把,大家感興趣可以去看看。我這里終究還是有很多沒講到。
參考資料
非接觸式CPU卡-智能卡,電子標(biāo)簽,java卡,rfid卡,非接觸式IC卡,NFC卡-深圳市明申科技有限公司 (msrfid.com)
CPU卡加密系統(tǒng)與M1加密系統(tǒng)比較-深圳市明華澳漢物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司 (mwahiot.com)
淺談legic芯片和 mifare芯片特性之區(qū)別-深圳市明華澳漢物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司 (mwahiot.com)
IC卡和RFID卡的區(qū)別(網(wǎng)上說的都不準(zhǔn)確) (bbsmax.com)
Mifare UltraLight-深圳市明華澳漢物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司 (mwahiot.com)
IC卡、ID卡、CPU卡、RFID和NFC的區(qū)別 - 知乎 (zhihu.com)
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