Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Annika Paus

24. Juli 2007

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Übersicht

● Einleitung● Technische Eigenschaften● Vergleich mit anderen verbindungslosen Technologien● Sicherheit

– Abhören von Daten– Modifikation von Daten– „Man-in-the-middle“-Angriff

● Fazit

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Einleitung

NFC ist eine kontaktlose Verbindungstechnologie für Kommunikationen mitsehr kurzer Reichweite basierend auf RFID (Radio Frequenz Identifikation)

kompatibel mit dem ISO Standard 14443 für kontaktlose Smartcards

Es gibt zahlreiche Anwendungsgebiete:

● Bargeldloses Bezahlen● Ticketing● Abrufen von Informationen ● Identifikation● Elektronische Schlüssel

● Austauschen von Informationen● Set-up Service

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Technische Eigenschaften

● Frequenz von 13,56 MHz● Übertragungsraten: 106, 212 und 424 kbps● Induktive Kopplung● Reichweite max. 20cm, aber meistens nur wenige Zentimeter.● Unterscheidung zwischen Initiator und Target

● Reduzierung von Kollisionen nach dem „listen before talk“ - Prinzip

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Technische Eigenschaften

NFC-Geräte können entweder aktiv oder passiv Daten übertragen: ● Aktives Gerät:

– generiert eigenes Radio Frequenz (RF) Feld.● Passives Gerät:

– angewiesen auf das RF-Feld des Kommunikationspartners– benutzt Lastmodulation

Daraus ergeben sich 2 verschiedene Kommunikationsverfahren:● Aktiv Modus● Passiv Modus

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Technische Eigenschaften – Kommunikationsverfahren: Aktiv und Passiv

● Passiv Modus: aktives Gerät passives Gerät– Aktives Gerät

● generiert RF-Feld während der kompletten Kommunikation● startet die Kommunikation

– Passive Gerät ● antwortet mittels Lastmodulation

● Aktiv Modus: aktives Geräte aktives Gerät– Initiator und Target generieren abwechselnd RF-Feld

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Technische Eigenschaften – Kodierung und Modulation

Aktives Gerät Passives Gerät

106 kBaud Modified Miller, 100% ASK* Manchester, 10% ASK

212 kBaud Manchester, 10% ASK Manchester, 10% ASK

424 kBaud Manchester, 10% ASK Manchester, 10% ASK

*ASK: Amplitude Shift Keying

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Vergleich mit anderen verbindungslosen Technologien

NFC Bluetooth IrDa

Network Type Point-to-point Point-to-point

Range <0.1 m 10 m 1 m

Speed 721 kbps 115 kbps

Set-up time <0.1 s 6 s 0.5 s

Modes Active-active Active-active

Yes No No

Benefits of NFC

Point-to-multipoint

Easy set-up, pairing = bringing closeSafe, suitable for crowded areas

424 kbps (1MBps coming)

Fast transactions e.g. For public transport

Active-active, active-passive

Reader mode and card-like mode

Compatible with RFID

Can work with exsisting infrastructure

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Sicherheit

● Abhören von Daten● NFC ist nicht sicher vor Lauschangriffen!

Angreifer kann das RF Signal mit einer Antenne empfangen

● Geringe Reichweite bietet keinen ausreichenden Schutz Distanz abhängig von vielen Parametern:

- Einflüsse der Umgebung- Art der Antenne - RF-Feld des Senders- ...

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Sicherheit – Abhören von Daten

● Aktiv übertragene Daten ca. bis 25m Entfernung ● Passiv übertragene Daten nur bis zu 3m

Datenübertragung im Passiv Modus

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Sicherheit

● Modifikation, so dass die modifizierten NFC-Daten trotzdem als gültig erkannt werden● Abhängig von dem Ausschlag der Modulation

Modifizierung von Daten

Modified-Miller-Kodierung, 100% Modulation:

Nur beim Auftreten von zwei aufeinander-folgenden 1en kann die zweite 1 in eine 0geändert werden.

Manchester-Kodierung, 10% Modulation:

Alle Bits können manipuliert werden.

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Sicherheit

● „Man-in-the-middle“ Angriff im Passiv Modus

Alice Bob

Oskar

(active) (passive)

● Alice kontrolliert das RF-Feld während sie sendet Bei Störungen stoppt sie das Protokoll

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Sicherheit

● „Man-in-the-middle“ Angriff im Passiv Modus

Alice Bob

Oskar

(active) (passive)

● Alice kontrolliert das RF-Feld während sie sendet Bei Störungen stoppt sie das Protokoll● Eve kann keine Nachricht zu Bob schicken, weil das RF-Feld von Alice aktiv bleibt

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Sicherheit

● „Man-in-the-middle“ Angriff im Aktiv Modus

Alice Bob

Oskar

(active) (active)

● Alice deaktiviert das RF-Feld nach dem Senden einer Nachricht Wartet auf Nachricht von Bob

Alice muss Ausschau nach verdächtigen Nachrichten halten!

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Fazit

● NFC ermöglicht einfache, schnelle Kommunikationen über kurze Distanzen● Vorteile:

- Keine Missverständnisse - Intuitiv - Kompatibel mit den bereits existierenden RFID Infrastrukturen - Nützlich für die Authentifizierung von Bluetooth

● NFC bieten Schutz vor „Man-in-the-middle“-Angriffen● Gewährleistet trotz geringer Reichweite keine ausreichende Sicherheit vor

- Abhören von Daten - Modifikation von Daten

● Sichererer Kanal ist notwendig!Kann einfach mit DH-Schlüsselaustausch erstellt werden

Vertrauenswürdigkeit, Integrität und Authentizität

Near Field Communication (NFC) in Cell Phones

Fragen ???