Как сделать копию скидочной карты
Клонируем бесконтактную карту с помощью мобильного приложения
Всегда было интересно посмотреть, что происходит у банковской карточки под «капотом». Как реализуется протокол общения банковской карточки и POS-терминала, как это работает и насколько это безопасно. Такая возможность предстала передо мной, когда я проходил стажировку в компании Digital Security. В результате при разборе одной известной уязвимости EMV карт в MagStripe-режиме, было решено реализовать мобильное приложение, которые способно общаться с терминалом по бесконтактному интерфейсу, с использованием своих команд и подробным разбором запросов и ответов. А также попробовать реализовать способ клонирования карт MasterCard в режиме MagStripe.
В этой статье я постараюсь описать, что такое EMV-карта, как она работает и как используя Android можно попытаться клонировать вашу MasterCard карту.
«There are some things money can’t buy. For everything else, there’s MasterCard»
Что такое EMV карта?
EMV — это международный стандарт для банковских карт с чипом. В разработке этого стандарта принимали участия Europay + MasterCard + VISA, отсюда и название. Попробуем разобраться, как же все таки карта общается с POS-терминалом по бесконтактному интерфейсу.
Начнем с самых основ.
Бесконтактная EMV карта на физическом уровне работает почти так же, как и RFID метка. Если базисно то, чип попадает в электромагнитное поле, а в замкнутом проводящем контуре (в нашем случае это будет антенна, расположенная по периметру), помещенном в переменное магнитное поле, образуется переменный электрический ток. Этот ток заряжает специальный конденсатор, подключенный параллельно к резонансному контуру карты. Энергия, запасенная в конденсаторе, используется для выполнения микросхемой карты различных операций. Когда ридер изменяет электромагнитное поле, изменения сразу будут заметны на чипе. Используя модуляцию сигнала, мы можем передавать информацию в бинарном виде. Если на карте подключить нагрузочное сопротивление и или изменить емкость конденсатора, то можно изменить силу тока в контуре карты, что приведет к изменению создаваемого им электромагнитного поля в области контура ридера, таким образом карточка передает данные. Ридеру останется детектировать эти изменения. Подобное физическое взаимодействие регламентируется стандартом ISO/IEC 14443 “Identification Cards — Contactless integrated circuit(s) cards — Proximity cards”.
Сам чип карты представляет собой смарт карту, на которой работает JavaCard, отдельная версия Java для платформ с малыми вычислительными ресурсами и поддержкой криптографических алгоритмов. На JavaCard загружаются апплеты, которые, и являются приложениями. Также существует GlobalPlatform это некий стандарт для JavaCard, который предоставляет возможность безопасного управления данными на карте и позволяет загружать, изменять и удалять приложения на карте. В этой статье механизмы безопасности самой смарт карты мы рассматривать не будем. Достаточно знать, что защищенные данные, например приватный ключ и секретный мастер ключ карты лежат в защищенном месте и вытащить их стандартными средствами невозможно.
Также еще напомню немного терминологии, для тех, кто не знаком.
POS-терминал (Point of Sale) — устройство продавца, которое считывает карту и инициирует платеж. Далее будем называть это устройство просто терминалом.
Банк эмитент — это банк, который выпустил вашу карту.
Банк эквайер — банк, который выдает продавцам POS-терминалы и обрабатывает платежи с них.
Платежная система — центральное звено между банком эквайером и банком эмитентом, через нее проходят абсолютно все платежи, и она знает какой банк какому сколько должен перевести денег. Платежных систем в мире не мало, кроме всем известных Visa и MasterCard есть ещё и American Express, China UnionPay и российская платежная система МИР.
Хорошо, карта и ридер могут общаться. Они посылают друг другу APDU-команды в виде Tag-Length-Value т.е. передается название тэга в шестнадцатеричном виде, его длина и само значение. Все команды описаны конечно же в документации и выглядят примерно так:
Стандартная EMV транзакция проходит в несколько этапов, я опишу полный алгоритм взаимодействия в случае контактного интерфейса, для бесконтактного интерфейса алгоритм несколько укорочен:
Коротко рассмотрим каждую операцию.
Выбор приложения. Часто бывает, что на одной карте может быть несколько приложений. Например, банковская карта и проездной билет. И терминалу как-то необходимо разобраться, где и какой алгоритм ему использовать. Для выбора приложения используются так называемые Идентификационные Коды приложения (Application Identifier – AID). Что бы в этом разобраться терминал посылает команду SELECT. Например, AID карты Visa Classic будет выглядеть следующим образом: A0000000031010. Если в ответ придет несколько таких кодов и терминал умеет работать с несколькими приложениями, то терминал выведет на экран список и предложит выбрать нужное нам приложение. Если терминал не поддерживает ни один из кодов приложений, то операция будет отклонена терминалом.
Инициализация обработки приложения. Здесь сначала проверяется географическое место пребывания. Например, карты Maestro Momentum могут работать для оплаты только в России. Этот этап сделан для того, чтобы предоставить эмитентам возможность применять существующие онлайн методы риск-менеджмента при проведении офлайн операций. На этом этапе EMV-транзакция может быть отменена по инициативе самой карты, если данный тип операции запрещен в данной стране мира эмитентом. Далее карта передает терминалу набор специально структурированной информации, содержащей описание функциональности карты и приложения.
Считывание данных приложения. Терминалу передаются различные данные карты необходимые для транзакции, например номер карты, expiration date, счетчик транзакций и много других данных. О некоторых из них будет сказано далее.
Офлайн аутентификация. Терминал определяет тип поддерживаемого метода оффлайн аутентификации. Существует статичная (Static Data Authentication – SDA), динамическая (Dynamic Data Authentication – DDA) и комбинированная (Combined Data Authentication – CDA). Эти методы также построены на основе PKI. SDA это просто подписанные данные на приватном ключе банка эмитента, DDA — терминал посылает какое-то случайное число и карточка должна подписать его, используя свой приватный ключ, а терминал проверит эту подпись используя полученный ранее сертификат карты, таким образом терминал удостовериться в том, что карточка и правда обладает приватным ключом — следовательно является подлинной. CDA это просто комбинация обоих способов.
Обработка ограничений. Здесь терминал проверяет полученные ранее данные с карты на условие пригодности для данной операции. Например, проверяет срок начала/окончания действия приложения Application Expiration Date (Tag ‘5F24’) и Application Effective Date (Tag ‘5F25’). Также производится проверка версии приложения. Результаты операций, проводимых на данном этапе, также записываются в отчет TVR (Terminal verification results). По результатам этого этапа транзакция не может быть отменена, даже в случае, если, например, срок действия приложения истек.
Проверка держателя карты. Верификация держателя карты производится для того, чтобы аутентифицировать человека, предоставившего карту и проверить, является ли он подлинным владельцем карты. Стандарт EMV предоставляет различные методы верификации держателя карты (Cardholder Verification Method). Методы верификации определены как на терминале, так и на карте. Они содержатся в так называемых CVM-листах. В процессе выполнения, терминал и карточка сравнивают полученные CVM-листы и выбирают общий метод верификации.
Список поддерживаемых методов верификации:
Риск-менеджмент на стороне терминала. На этом этапе терминал проводит внутреннюю проверку параметров транзакции, исходя из установок риск-менеджмента банка-эквайера. Процедуры риск-менеджмента могут быть выполнены терминалом в любое время между моментами завершения процесса чтения данных карты и формирования терминалом первой команды GENERATE AC. Риск-менеджмент на стороне терминала включает в себя три механизма:
Риск-менеджмент на стороне карты. Карта, получив из команды GENERATE AC данные, касающиеся транзакции, терминала и результатов проверок терминала, в свою очередь выполняет собственные процедуры управления рисками и выносит собственное решение о способе завершения операции.
Анализ действий карты. На этом этапе карта завершает проведение процедур риск-менеджмента и формирует ответную криптограмму терминалу. Если карта решает одобрить транзакцию, то формируется Transaction Certificate. Если карта принимает решение о выполнение операции в режиме реального времени, то она формирует ARQC (Authorization Request Cryptogram). Если карта использует альтернативные методы авторизации, тогда используется Application Authorization Referral. В случае, если карта отклоняет транзакцию, то Application Authentication Cryptogram.
Еще одна криптограмма ARPC (Authorization Response Cryptogram) нужна для аутентификации эмитента. Эмитент формирует криптограмму ARPC и отсылает криптограмму карте, если карта подтвердит пришедшую криптограмму, то следовательно, эмитент аутентифицирован картой.
Немного о безопасности ключей и взаимной аутентификации карты и эмитента из книги И. М. Голдовского:
Смысл взаимной аутентификации заключается в том, что карта и терминал аутентифицируют друг друга с помощью проверки подлинности криптограмм ARQC и ARPC. Криптограммы представляют собой данные, формируемые с использованием секретного ключа (который известен карте и банку эмитенту), номера транзакции, случайного числа, сгенерированного терминалом, а также некоторых реквизитов транзакции, терминала и карты. В случае ARPC к перечисленным данным еще добавляется авторизационный код ответа эмитента. Без знания секретного ключа карты для генерации криптограммы вычислить значения ARQC/ARPC невозможно за обозримое время с текущим уровнем технологий, и потому факт их успешной верификации указывает на подлинность карты и эмитента. Онлайн аутентификация является наиболее надежным способом аутентификации карты. Это связано с тем, что она выполняется непосредственно эмитентом, без посредника в виде терминала. Кроме того, для онлайновой аутентификации используется алгоритм 3DES с временным ключом размером 112 битов, криптостойкость которого соответствует криптостойкости алгоритма RSA с длиной модуля асимметричного ключа, используемого для офлайн аутентификации приложения карты, более 1700 бит. Использование на карте асимметричных ключей такой длины все еще достаточная редкость. Обычно используются ключи с модулем длиной 1024, 1152 или 1408 бит.
В конечном итоге онлайн транзакция проходит по цепочке:
Карта POS-Терминал Банк Эквайер Платежная Система Банк Эмитент.
Клонируем карту MasterCard в режиме MagStripe
Перейдем непосредственно к принципу клонирования. Данный метод атаки на бесконтактные карты был опубликован двумя исследователями Michael Roland, Josef Langer из Австрийского университета. В его основе лежит общий принцип, который называется Skimming. Это такой сценарий, при котором злоумышленник крадет деньги с банковской карточки путем считывания (копирования) информации с этой карты. В общем случае здесь важно сохранять PIN-код в тайне и не допускать его утечки. Но в методе австрийских ребят это нам знать не нужно. Клонирование платежной карты выполняется успешно для версии ядра приложения EMV Contactless Kernel 2. Версия этого протокола поддерживает два режима работы для бесконтактных карт: EMV протокол (MasterCard PayPass M/Chip) и MagStripe (MasterCard PayPass MagStripe) режим.
MagStripe — это режим поддержки карт с магнитной полосой. Этот режим реализуется на картах MasterCard с бесконтактным интерфейсом. Режим MagStripe скорее нужен для банков которым сложно переводить всю инфраструктуру для поддержки чиповых бесконтактных EMV транзакций. Кстати, у карт Visa также есть аналогичный режим работы — PayWave MSD (Magnetic Stripe Data).
Процесс обработки транзакции для бесконтактных карт урезан в сравнении с чиповыми и обычно работает в следующем режиме:
Это выглядит как APDU команды. Список всех тэгов.
APDU — Application Protocol Data Unit — это условное обозначение кадра с командой карте или ответом карты.
На хабре есть пара статей на эту тему тут и тут.
Карта поддерживает специальную команду COMPUTE CRYPTOGRAPHIC CHECKSUM, аргументом которой являются данные, определенные в объекте Unpredictable Number Data Object (UDOL). В результате карта с помощью алгоритма 3DES и секретного ключа вычисляет динамическую величину CVC3 (Card Verification Code). В качестве аргумента функции 3DES используется конкатенация данных UDOL и счетчика транзакции (Application Transaction Counter,ATC). Таким образом, значение величины CVC3 всегда зависит от объектов UN и ATC.
Другими словами, эта команда нужна, чтобы карта сгенерировала некую “подпись” для того, чтобы эмитент мог верифицировать карту. Однако, в этой подписи отсутствует подпись самой транзакции. В подписи содержатся значения ATC — 2 байта, CVC3 (Track1) — 2 байта, CVC3 (Track2) — 2 байта, которые генерируются картой на основе секретного ключа, который также знает банк-эмитент и счетчика транзакций (ATC). При этом также для генерации подписи POS-терминал сообщает карте UN (Unpredictable Number) — 4 байта, который также используется в генерации подписи. Unpredictable Number препятствует формированию кодов аутентификации на реальной карте для последующего использования в мошеннических транзакциях. Для атаки нам сильно мешает UN, поскольку 4 байта не представляется возможным перебрать, не выйдя за пределы счетчика транзакций. Однако, в спецификации этого есть некоторые слабости.
Во-первых, спецификация ограничивает UN кодировкой чисел, а именно Двоично-Десятичным Кодом (BCD), что по сути означает что, если мы посмотрим на такое закодированное число в HEX, то мы увидим только цифры от 0 до 9, все остальные значения считаются как бы запрещенными. Таким образом, количество UN уменьшается с 4,294,967,295 до 99,999,999.
Во-вторых, количество значащих цифр UN определяется картой. Таким образом в зависимости от специальных параметров в треках количество цифр в UN может быть от 10 до 10000 в зависимости от типа карты, на практике чаще всего встречается 1000 значений.
Таким образом план атаки выглядит следующий:
Как копируют банковские карты
После вчерашней истории с кражей денег с моей карты Сбербанка путем клонирования карты, я решил вникнуть, как же это происходит.
И, честно говоря, был шокирован двумя вещами: что создать копию карты легко может даже школьник и что США просто райское место для мошенников, клонирующих банковские карты.
То, что вы прочтете в этом посте, многих из вас очень удивит.
Как устроена банковская карта
Теперь давайте подробнее об элементах защиты карты.
1. Магнитная полоса на обратной стороне карты. на самом деле магнитных полосы целых три, так называемые Track 1, 2 и 3.
Вот как полоса выглядит под микроскопом.
2. EMV (Europay, MasterCard, Visa Chip) чип — похожий на сим-карту и имеющий схожие электронные характеристики. Данный чип отвечает за проверку транзакции по карте на EMV совместимых банкоматах и создан международным концерном кредитных компаний в ответ на излишнюю лёгкость в копировании кредиток с магнитной лентой.
Одна из причин того, что чипы не подделывают это то, что недостаточно просто скопировать содержимое чипа на другую карту в первую очередь потому, что никакой информации на чипе зачастую просто нет (иногда на чипе храниться копия Track 2). Проверка идёт на аппаратном уровне, в интернете встречаются упоминания, что банкомат генерирует некий номер, на который чип должен дать верный ответ. Однако во многих банках проверка идёт просто на наличие EMV-чипа от данного банка.
Другими словами, если записать магнитную полоску на карту без EMV-чипа или карту с EMV-чипом другого банка, то банкомат такую карту не примет, а вот если закатать дорожку на истёкшую карту того же банка с правильным EMV-чипом, то снять деньги можно.
В любом случае EMV защищает только возможность снять деньги с банкоматов причём только тех, что имеют такую функцию. В абсолютном большинстве платёжных терминалов и банкоматов по всему миру по-прежнему считывается только магнитная карта без участия EMV. Это особенно касается стран третьего мира и, как я уже сказал выше, США!
Как же копируют карты с магнитной полоской?
Существует достаточно большой ассортимент аппаратного обеспечения для работы с магнитными картами. Лучший выбор — это MSR 206 совместимые устройства: они наиболее распространены и к ним существует больше всего программного обеспечения. И вообще они есть в любом отеле, где в качестве ключа используется магнитная карта. Покупаются они через интернет-магазин типа Ebay.
Устройство работает через интерфейс последовательного com-порта. Стоимость колеблется от 100 до 300$, отличаются устройства между собой комплектацией и дизайном, но принципиальной разницы между ними нет.
Через TOR можно найти немало утилит, с помощью которых происходит считывание и копирование данных с магнитных полос.
Вот так выглядит интерфейс одной из них, Jerm
А вот так диалоговое окно для непосредственной работы с картой
Как получают данные для копирования карты?
Как я уже сказал выше, мошенникам достаточно считать данные с магнитной полоски, а чип их вообще не интересует.
Как они это делают, знают все. С помощью скиммеров, которые накладывают на банкоматы.
Скиммером может быть пластиковая накладка, прикрепляемая к кардридеру, миниатюрная видеокамера в держателе для брошюр рядом с банкоматом. Также распространены специальные накладки на клавиатуру, считывающие порядок набора ПИН-кода. К банкоматам скиммеры крепятся с помощью обычного двустороннего скотча или застежки-«липучки». Например, если клавиатура была вогнутой, то специальная накладка сделает панель более плоской. Также скимминговое устройство может изменить сами клавиши: они будут либо утоплены в панель клавиатуры, либо, наоборот, слишком сильно выпирать. Производители банкоматов в последние годы стали устанавливать на банкоматы специальные устройства, позволяющие распознавать скиммеры.
Обнаружить невооруженным глазом скиммер на банкомате довольно сложно, поэтому рекомендуется пользоваться только теми банкоматами, которые расположены в отделениях банков, крупных торговых центрах, на охраняемой территории.
Да, скиммер способен украсть информацию только с магнитной полосы, а не с чипа. Но мошенникам, которые затем легализуют карты в США, этого достаточно.
Существуют также портативные скиммеры, позволяющие делать копию карты, когда она оказалась в руках злоумышленника (например, если он по совместительству ещё и официант в ресторане, где клиенты часто расплачиваются пластиковыми картами).
Из беседы с человеком, глубоко изучавшим эту тему, я узнал, что большинство данных карт в наше время «воруют» в Южной Америке. Если в России и других странах службы безопасности банков постоянно борятся со скиммерами, то в Бразилии и Колумбии этого просто не делается, что дает мошенникам широкие возможности.
Далее мошенники записывают полученные данные на, так называемый, белый пластик и оптом продают карты дельцам. Карты переправляются в США и с них либо снимают деньги, если удалось снять пин-код, либо по дешевке продают на черном рынке.
Ну а там уже кто в интернете что-то пытается купить, кто в супермаркете, как случилось с моей картой.