MIFARE Classic是一种广泛应用于非接触式智能卡的技术，其基于RFID（射频识别）原理，工作在13.56MHz频段，支持多种通信协议和加密机制，由于其成本较低、技术成熟，常用于门禁系统、公交卡、会员卡等场景，本文将详细介绍MIFARE Classic的基本结构、工作原理、读写操作方法以及安全注意事项，帮助读者快速上手并理解这一技术。
MIFARE Classic卡片通常由天线和芯片组成，芯片内部包含多个扇区和块，每个块大小为16字节，卡片总容量为1024字节，分为16个扇区，每个扇区包含4个数据块（0-3块），其中最后一个块（第3块）为扇区 trailer，存储密钥和访问控制信息，每个扇区有两组独立密钥（A密钥和B密钥），用于控制对数据块的读写权限，访问控制位（AC）定义了不同密钥对块的访问权限，例如是否允许读取、写入、递增或进行Decrement/Transfer/Restore操作。
要操作MIFARE Classic卡片，需要配备支持ISO/IEC 14443 Type A标准的读写器，如RC522、PN532等模块，操作流程通常包括以下几个步骤：1. 初始化读写器，设置天线功率和通信参数；2. 寻卡并防冲突，获取卡片的唯一序列号（UID）；3. 选择卡片，建立通信连接；4. 验证密钥，使用A或B密钥验证对目标扇区的访问权限；5. 读写数据，根据访问权限对指定块进行读取或写入操作，需要注意的是，MIFARE Classic的加密算法采用流密码，安全性较低，易受暴力破解和侧信道攻击，因此不建议用于高安全性场景。
以下是MIFARE Classic扇区结构示例表：
| 扇区号 | 块号 | 内容说明 | 大小（字节） |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 厂家数据 | 16 |
| 0 | 1 | 数据块 | 16 |
| 0 | 2 | 数据块 | 16 |
| 0 | 3 | 扇区Trailer（密钥A+AC+密钥B） | 16 |
| 1 | 4 | 数据块 | 16 |
| 15 | 60 | 数据块 | 16 |
| 15 | 61 | 扇区Trailer（密钥A+AC+密钥B） | 16 |
在数据操作中,读取块数据相对简单，发送读取命令（0x30）和块地址即可；写入数据则需要先发送写入命令（0xA0），再依次写入16字节数据，最后需验证写入是否成功，对于扇区Trailer块，写入时需特别注意访问控制位的设置，避免因权限错误导致后续操作失败，MIFARE Classic支持 Value 块操作，可用于存储和修改数值，如余额等，但需使用Decrement、Increment或Restore命令，直接写入会导致数据错误。
安全使用MIFARE Classic的关键在于密钥管理，默认情况下，卡片出厂密钥可能为全FF或000000000000，建议用户首次使用时修改密钥并妥善保存，访问控制位的配置需谨慎，例如若将密钥A的“读取”权限设为禁止，则即使拥有密钥A也无法读取该块数据，对于高安全性需求的应用，可考虑使用MIFARE DESFire或MIFARE Plus等更安全的卡片替代，避免在公共网络中传输密钥或卡片数据，防止中间人攻击。
开发过程中,可借助开源库简化操作，如Python的pylibrfid或C++的libnfc，以RC522模块为例，通过SPI或I2C与主控连接后，初始化并调用寻卡、认证、读写等函数即可实现基本功能，认证扇区1的A密钥可发送Authentication_KeyA(1, key)，其中key为6字节的密钥数组，调试时，建议先读取UID验证卡片连接正常，再逐步测试各扇区读写权限，避免因密钥错误或地址越界导致操作失败。
MIFARE Classic作为一种成熟的RFID技术，具有成本低、易部署的优势，但其安全性限制使其仅适用于中低安全场景，用户需充分理解其存储结构和权限机制，合理配置密钥和访问控制位，并结合实际需求选择合适的开发工具和卡片类型，通过本文的教程，开发者可以快速掌握MIFARE Classic的基本操作，为后续应用开发打下基础。
相关问答FAQs
-
问：MIFARE Classic卡片是否可以重复擦写？
答：MIFARE Classic卡片支持擦写操作，但每个块的擦写次数有限（通常约10万次），频繁擦写可能导致芯片寿命缩短，建议在应用中优化数据更新策略，避免不必要的写入操作。 -
问：如何破解MIFARE Classic的密钥？
答：MIFARE Classic的密钥可通过暴力破解（尝试所有可能的密钥组合）或侧信道攻击（如分析认证过程中的时间或功耗差异）获取，但由于其密钥空间较大（6字节，共约72万亿种可能），暴力破解耗时较长，且实际操作中可能受硬件限制，需注意的是，破解他人卡片密钥可能涉及法律风险，仅建议在合法授权的安全测试中进行。
