Arduino教程 RFID-RC522读IC卡门禁原理及破解防御

时间：2024-02-20 08:05:45

【文章特色：1、提出IC卡破解原理和简单有效的防御方法2、网上其他文章对于硬件如何接线说得模糊不清】

1、序言

先说下简单门禁系统的原理：

(1)IC卡激活：门禁卡管理员将卡片放到读卡器、这时软件读取到IC卡的UID序列号信息(相当于身份证号码)，将这个UID录入数据库激活IC卡。

(2)刷卡：刷卡时读卡器读取到UID，查询数据库，如果数据库中存在这个UID则表示有效用户,继而控制继电器断电，此时电磁锁开门。


不亦买的RC522模块采用SPI通信、据说也有串口通信的不过成本较高。大家可以看看这个模块的主要配件：卡和读卡器偷笑。


2、加载RC522库文件

 Arduino本身有个操作RC5200的库，如下图所示，打开Arduino开发工具中管理库



搜索"RC522"，选择"MFRC522"安装即可

点击"More info"可以跳转到github地址https://github.com/miguelbalboa/rfid ，下文会有提及。


安装完毕后，可以看到关于MFRC522的库示例，有读取UID、获取区块信息、修改UID、卡片信息复制等

注：一般而言IC卡是不能修改0扇区0区块的UID和厂商信息数据，这些是生产时就确定下来的的(关于IC卡的存储结构有空再发文介绍，小伙伴们可以去网上查阅这方面资料也挺多的)，能够全扇区修改的俗称UID卡才支持修改UID，一些不负责的门禁系统厂家仅根据UID来判断用户身份是不可靠的，一个简单的方法是在读之前先写UID操作，如果可写那么这张卡就是UID卡即复制卡，判断无效，系统也可记录是哪张IC卡被复制了用于追溯非法行为，仅供交流与学习，请勿用于非法用途哦吐舌头



3、模块引脚接线

此处是网络上大部分相关文章没有提及的，只告诉了如何接线，却不告诉我们为什么这样接，甚至连Arduino版本都不说清楚。

我们打开ReadNUID的示例里面有各种版本Arduino与RC522的引脚连接图，我们按照这个接线即可。在上文提及的github项目主页也有介绍。

RC522一共8个引脚，如图所示：


3.3V供电、GND接地不用多说，IRQ是中断才用到的此处没有用到可以不接，其余5个引脚接法如下表所示：

 /* Typical pin layout used:
 * -----------------------------------------------------------------------------------------
 *             MFRC522      Arduino       Arduino   Arduino    Arduino          Arduino
 *             Reader/PCD   Uno/101       Mega      Nano v3    Leonardo/Micro   Pro Micro
 * Signal      Pin          Pin           Pin       Pin        Pin              Pin
 * -----------------------------------------------------------------------------------------
 * RST/Reset   RST          9             5         D9         RESET/ICSP-5     RST
 * SPI SS      SDA(SS)      10            53        D10        10               10
 * SPI MOSI    MOSI         11 / ICSP-4   51        D11        ICSP-4           16
 * SPI MISO    MISO         12 / ICSP-1   50        D12        ICSP-1           14
 * SPI SCK     SCK          13 / ICSP-3   52        D13        ICSP-3           15
 */

4、程序代码

此处测试的Arduino型号是Arduino Nano V3.0，其他型号请结合上表修改引脚号。

示例代码读取UID，并将其分别以十进制和十六进制输出到串口，简化版如下：

#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>

#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
 
MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); //实例化类

// 初始化数组用于存储读取到的NUID 
byte nuidPICC[4];

void setup() { 
  Serial.begin(9600);
  SPI.begin(); // 初始化SPI总线
  rfid.PCD_Init(); // 初始化 MFRC522 
}
 
void loop() {

  // 找卡
  if ( ! rfid.PICC_IsNewCardPresent())
    return;

  // 验证NUID是否可读
  if ( ! rfid.PICC_ReadCardSerial())
    return;

  MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak);

  // 检查是否MIFARE卡类型
  if (piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI &&  
    piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K &&
    piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K) {
    Serial.println("不支持读取此卡类型");
    return;
  }
  
  // 将NUID保存到nuidPICC数组
  for (byte i = 0; i < 4; i++) {
    nuidPICC[i] = rfid.uid.uidByte[i];
  }   
  Serial.print("十六进制UID：");
  printHex(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);
  Serial.println();
  
  Serial.print("十进制UID：");
  printDec(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);
  Serial.println();
  
  // 使放置在读卡区的IC卡进入休眠状态，不再重复读卡
  rfid.PICC_HaltA();

  // 停止读卡模块编码
  rfid.PCD_StopCrypto1();
}

void printHex(byte *buffer, byte bufferSize) {
  for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
    Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : "");
    Serial.print(buffer[i], HEX);
  }
}

void printDec(byte *buffer, byte bufferSize) {
  for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
    Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : "");
    Serial.print(buffer[i], DEC);
  }
}

5、运行结果

依次将卡A、卡B、卡A放到RC522读卡区，串口打印信息如下


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