COVID-19期间，我们学校实行通行证制度，只有具有通行证的同学的卡才可以自由进出校园，他而没有通行证的人下人出校只能是一种奢望。在这种无理取闹的制度之下，我试想通过NFC模拟出那些可以自由进出的同学的校园卡，从而实现自由进出校园。其实这个想法已经有人做了，使用手机自带的nfc模拟校园卡，是可以实现门禁进出功能的。经过实际测试，一下方案是可行的：

  • 使用带NFC功能手机模拟
  • NFC读卡器 + 白卡
  • 带NFC功能手机+手环 or NFC 读卡器+白卡+手环

首先第一种，使用带nfc功能的手机模拟，这个是最简单的，只需要打开手机的钱包/卡包app然后模拟门禁卡读取需要复制的卡即可，这样每次进学校大门的时候直接刷手机进来就行。
然而对于手机不带NFC功能的手机，譬如我的就是，就比较难搞了。此外，使用手机NFC模拟不具有可拓展性，一台手机只能当作一张卡片使用，如果需要多张卡片就需要多个手机了。因此我们的解决方案是通过复制白卡来实现制作门禁卡，白卡复制不存在可拓展性这个问题。首先自己购买白卡，然后先读校园卡，再将其写入白卡。我们知道每一张卡都有唯一的ID，这个ID在门禁识别的时候用到。接下里本文的所有操作遵循1.读卡获取卡片ID ；2.将ID写入白卡。通过这两步，就得到了和原来的卡ID一模一样的卡，这个卡就可以拿来刷进校门了。
根据读卡，写卡的媒介不同，可以分为三种平台，win，mac，和手机&手环这些。根据卡片的类型不同，可以分为UID，CUID，M1，CPU卡。
卡片类型介绍：

  • M1卡：全称Mifare classic 1K，普通IC卡，0扇区不可修改，其他扇区可以反复擦写。通常我们使用的门禁卡、电梯卡都是M1卡。M1卡是NXP（恩智浦半导体）公司研发的IC卡，执行标准是ISO/IEC14443 Type A，读写频率是13.56MHz。目前大多数手机厂商使用的NFC芯片都是NXP，另一部分则是BRCM（博通）方案，均执行同一标准，这是手机读写M1卡的技术基础。
  • UID卡：普通复制卡，可以反复擦写所有扇区，门禁有防火墙则失效。
  • CUID：升级复制卡，可以反复擦写所有扇区，可以穿透大部分防火墙。【我们的白卡是购买此种类型的卡】
  • CPU卡：有操作系统，可存储数据，也有自己的ID号，CPU卡发一串数据给设备，设备与SAM卡进行运算，设备再发一串数据回CPU卡确认，然后进行交易或身份认证；跟M1卡的区别在于一个算法在空中，一个算法在设备里面；无论是卡商，设备商，运营商，都不知道其中的算法，所以这个系统的安全性会高很多。【校园卡等大多数具有金融功能的卡属于此种类型】

目前，大多数校园卡为CPU卡，也就是加密级别最高的卡。好在，金融扇区和门禁ID扇区是分开的，这使得我们可以通过复制卡片的ID来实现门禁功能。
根据不同平台，其复制校园卡的难度排序是
Mac > Win > 手机写卡> 手机模拟，手环模拟

  • 平台

    • Win
    • Mac OS X
    • Android&手环

  • 卡片类型

    • UID
    • CUID
    • M1
    • CPU

  • 读卡器

    • PN532 【for mac and windows】
      该读卡器从某宝购入，附赠两个这种白卡，一共花费¥63。又额外买了10张CUID白卡，长下面这个样子，约¥1/张。

1. 使用Mac进行NFC读写

  • 【GUI 工具】
    现存的针对Mac平台的NFC读写软件较少，我只找到了这两个GUI程序，但是这两个软件都连接不上我的PN532读卡器，遂作罢。查看App Store上的说明看到，这两个工具均不支持PN532，但是支持另一个非常常用的读卡器ACR122U。我手头上没有对应的读卡器，所以这条路走不通了。（以后可以考虑再买一个ACR122U）

  • 【Command Line Tools or 读写API】
    考虑使用命令行工具，或者是用对应的API来读写NFC。
    在网上搜索，使用关键词Mac NFC百度搜索，得到的结果都是用iPhone来做的？？难道Mac == IPhone了？？后来找到了一篇记录: 记Macbook Pro配合FT232使用PN532模块，算是中文互联网上位数不多的经验贴了，跟着这位兄弟一点点搭建好了需要的依赖库。

  • 硬件连接：MBP2019 雷电3 接口-> type-c 转USB3.0拓展坞->USB连接PN532

  • 驱动Driver ？

  • 软件需求: libusb -> libnfc ,mfoc ,mfcuk

    • 安装Libusb

      • 官网 https://libusb.info/，GitHub：https://github.com/libusb/libusb
      • 安装方法一: 从官网或者是GitHub下载源代码->解压->进入包目录 ->依次执行$ ./configure ->$ make ->$ make install
        • 即 $ ./configure&&make&&make install
      • 安装方法二：Homebrew安装
        • 直接$ brew install libusb
        • 刚开始的时候执行这个命令报错：Error: libusb: undefined method `license' brew install 在这里找到了解决方案，出现这个原因说明当前brew版本太老了，只需要更新一下，brew update -v，执行两次这个命令，然后再 brew install libusb就成功了。
      • 注1: 这里推荐使用homebrew安装，接下来的几个也是推荐brew。
      • 注二：一个问题，我第一次使用的是源代码编译安装，最后$ make install也都成功了。但是执行下一步的时候提示libusb.h头文件找不到,header not found.第二遍安装使用的是$ brew install libusb安装，就没有这个问题出现，可见，使用brew可以轻松的安装配置各种包，不需要自己对各种环境配置揪心。所以强烈建议使用homebrew安装。
    • 安装Libnfc
      • 官网 http://www.libnfc.org/，GitHub ：https://github.com/nfc-tools/libnfc
      • 安装方法同样两种，一样的操作
      • 安装方法一：官网或者GitHub下载源代码，解压，进入目录，依次执行$ ./configure ->$ make ->$ make install
      • 安装方法二：$ brew install libnfc
    • 安装mfoc
      • GitHub：https://github.com/nfc-tools/mfoc
      • 安装方法一：参见GitHub readme，
        $ autoreconf -is [注：这里需要安装autoreconf，方法$brew install automake]
        $./configure
        $ make && sudo make install
      • 执行$./configure时报错如下：PKG_CHECK_MODULES(libnfc, libnfc >= $LIBNFC_REQUIRED_VERSION, , AC_MSG_ERROR([libnfc >= $LIBNFC_REQUIRED_VERSION is mandatory.]))，没有找到解决办法，这里有一个解释。最后采用了homebrew安装。
      • 安装方法二：homebrew安装
        • $ brew install mfoc
    • 安装mfcuk
      • 放弃源代码安装，直接homebrew安装$ brew install mfcuk

至此，所有软件已经安装完毕，此时进入终端输入nfc-list，即可查看当前的卡片信息

可以看到这张卡的SAK是20，这意味着我这张卡是一张CPU卡，我们需要的东西即是这个UID。

使用nfc-mfcassic 命令可以读写卡。但是在后续的写卡过程中遇到两个严重的问题：

  • nfc写入不进去
    不知怎么地，写入命令可以正常执行，没有报错，但是却没有写入。卡片的ID还是之前的。不知为何。
  • 大端小端问题
    可以后续对dump文件进行编辑的过程中，可能由于大小端问题，编辑的文件总是不对。这个dump文件就是这张卡的1K字节的二进制文件，前4个字节是UID，第5个字节是校验字节，其值是UID四个字节的异或值。我们只需要修改这5个字节，其他的不需要改动。

2.使用Windows进行读写

使用Windows相对较为简单，相关的经验贴也有很多，出现问题大多数也都能找得到解决方案。首先是软件，读卡器软件链接 ：https://pan.baidu.com/s/1DQVDdLNUirx33kr18j7EEw 提取码：0rkw，这个是我在淘宝店买读卡器赠送的。这个文件里面包含了很多细节，里面描述的很清楚，在这里就不再赘述了，按照里面的来一般不会有问题。
使用步骤：