本文以自己的菜车为例分析了其无线钥匙的安全性。包括编码方式，滚动码窗口，芯片等。本想通过解码大量数据，破解其加密算法的，但发觉并没有那么容易。虽然有点烂尾，但还是把做过的写下来吧。信号分析车钥匙发出的是MHz的无线电信号，ASK调幅模式。首先用ASK接收模块解调（详见前文），并用逻辑分析仪观察其波形。下图中：Overview里有两个完整的钥匙信号（以3个较长的低电平分隔）；第一次Zoomin显示了一个完整的信号；第二次Zoomin只显示了前导（Leading）和开始（Start）部分的波形。图：车钥匙无线电信号概况图中只是尝试用PWM解码（因为PWM在无线电遥控中用得比较多），但实际上并不一定是PWM。和其它无线电遥控类似，一次按键会发送多个重复的信号，它们的数据是相同的，以确保接收端会收到。不过这个车钥匙的第一个信号的前导波形会更长一些，可能是要确保接收端被唤醒。下图是连续两次按键的信号。可以看出：前导部分波形一样；第一个红圈里的波形一样；两个红圈之间的波形完全不一样；第二个红圈里的波形相反。图：连续两次按键的信号波形至此，基本可以确定不是固定码。如果是固定码，打开车门就太容易了。差分曼彻斯特编码下图是常用的单线编码（图片来自WiKi）Biphase系列就是通常说的曼彻斯特编码，其中Biphase-S和差分曼彻斯特只是平移半个周期（并反向）的关系，所以可认为是一回事。而Biphase-M和Biphase-S是按位取反关系（即0和1的对应关系反过来），所以也可以认为是等价的。下面以“差分曼彻斯特编码”来统称。图：常用的单线编码（主要看不同的曼彻斯特编码类型）观察我的车钥匙的波形，可以和差分曼彻斯特编码对应起来。主要表现在：波形数据中只有两种宽度的电平，并且是两倍关系；窄的电平是成对出现的。（其实这种编码简单地说就是：两个窄电平表示0，一个宽电平表示1）差分曼彻斯特编码还有一个特性是：波形反相，表示的数据相同。这说明上图中第二个红圈中的波形其实是表示相同的数据。这也比较合符逻辑。综上，我们可认为其编码方式是差分曼彻斯特编码。顺便说一下，曼彻斯特编码也是很常用的，比如以太网中就是。另外，后续的收发测试表明，这种编码比PWM的抗干扰能力要强。解码的数据下面是按同一把车钥匙的同一个键依次得到的实际数据：0xdffac42aed22d0xdf0d2ea18d3ed22d0xdf1fd22d0xdfc37b06f96bd22d0xdffa0effd22d0xdf6bec6eed22d0xdf2a83ccbc78d22d可以看到，总共80bit，只有中间40bit的数据在变。通过按不同的键，以及换另一把钥匙试验，可以得出：前24bit(0xdf)中包含钥匙相关的信息；后16bit(0xd22d)是操作码，即开门、关门，开后备箱等。中间的40bit就是传说中的滚动码了。肉眼看，毫无规律。实验1：简单重放录下（解码）钥匙信号；再（编码）发送出去。结果：显然是开不了车门的。滚动码的特征是用过就作废。实验2：截获重放把钥匙和车分隔（确保车收不到钥匙信号）；录下（解码）钥匙信号；再（编码）发送给车。结果：可以开门。由于车没有收到原始的钥匙信号，截获的信号是有效的。这个实验看似简单，其实也说明了不少问题：钥匙和车之间的通讯是单向的，不存在动态认证的过程；信号是时间无关的（即不会随时间过期），只与顺序相关。而且这个实验是盗车手段的原型。即盗贼通过干扰器阻止汽车接受钥匙信号，自己把钥匙信号保存下来，然后用来开门。实验3：操作码替换把钥匙和车分隔（确保车收不到钥匙信号）；录下（解码）关门时的钥匙信号；把关门的操作码替换为开门的；再（编码）发送给车。结果：可以开门。这说明同一把钥匙，不同的操作是共用一个滚动码序列的。另外，因为组装数据重新编码后汽车接收端能接受，这也进一步确认了差分曼彻斯特的编码方式。实验4：滚动码窗口测试有文章说某种伪随机数的滚动码的窗口是。超过这个窗口，会导致开不了门，或需要复位。我们可以测试一下。把钥匙和车分隔（确保车收不到钥匙信号）；连续按开门键次（远远超过了）；再把钥匙拿到车附近，按开门键。结果：可以开门。这说明，我的车的滚动窗口是大于的，或者根本没有“窗口”。至于到底是怎样，就不得而知了。注意：这个实验有一定的危险性，因为万一有的窗口限制，会有可能导致开不了门。但我在实验的时候，录下了这次的钥匙信号，万一开不了，可以用这些录下来的信号去开门。但如果不能录下信号，就不要随便做这个实验了。芯片分析为了找到加密算法的线索，我拆开了车钥匙。其主芯片是NXP61X，应该是一款汽车钥匙专用的单片机。但网上找不到Datasheet。问了一些朋友，说这个资料就是不公开的。也许是出于安全考虑吧。图：车钥匙芯片参考下面主要是一些加密算法相关的链接。有一些算法是已被破解了的。但对于普通人，尤其是在没有额外信息的前提下，破解并不是那么容易的。总之，没在自己的菜车上验证通过，就不多说了。Corrodingimmobilizercryptography这篇文章里有各种加密算法的市场份额。LockItandStillLoseIt—Onthe(In)SecurityofAutomotiveRemoteKeylessEntrySystemsGoneinSeconds:HijackingwithHitag2RFIDDevicesandCryptography:AnalysisoftheDST40HowRemoteEntryWorks对于伪随机数的滚码，超过次，会导致汽车钥匙打不开MicrochipHCS:KeeLoqcodehoppingEncoder有比较详细的时序，但这个是PWM的编码的。结语本文对车钥匙的无线电信号进行了解码和编码的一些测试。确定是差分曼彻斯特编码。通过模拟拦截无线电信号，可以打开车门，证明钥匙和车之间是没有时间信息的单向通讯。这种方式也是中级盗车贼的简易手段。即使只拦截或窃取了关门信号，也有可能用于开门（至少对于我的车是可以的）。所以，只要“偷走”车钥匙的一个无线按键信号，就有可能把车门打开。另外，我的车并没有传说中的的滚动码窗口。从芯片上也得不到加密算法的线索。安全级别也算高了一点。对于加密码算法的直接破解，并不是那么容易。有些破解可能是基于一些额外的信息，比如泄密的密钥（或者密钥发行体系的隐患，比如一个厂家多款车共用一个根密钥，容易导致泄密）
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