本文以自己的菜車為例分析了其無線鑰匙的安全性疼蛾。包括編碼方式罗洗，滾動碼窗口愉舔，芯片等。本想通過解碼大量數(shù)據(jù)伙菜，破解其加密算法的轩缤，但發(fā)覺并沒有那么容易。
信號分析
車鑰匙發(fā)出的是433MHz的無線電信號仇让，ASK調幅模式典奉。首先用ASK接收模塊解調（詳見前文），并用邏輯分析儀觀察其波形丧叽。
下圖中：
- Overview 里有兩個完整的鑰匙信號（以3個較長的低電平分隔）卫玖；
- 第一次Zoom in顯示了一個完整的信號；
- 第二次Zoom in只顯示了前導（Leading）和開始（Start）部分的波形踊淳。
圖中只是嘗試用 PWM 解碼（因為 PWM 在無線電遙控中用得比較多）假瞬，但實際上并不一定是 PWM。
和其它無線電遙控類似迂尝，一次按鍵會發(fā)送多個重復的信號脱茉，它們的數(shù)據(jù)是相同的，以確保接收端會收到垄开。
不過這個車鑰匙的第一個信號的前導波形會更長一些琴许，可能是要確保接收端被喚醒。
下圖是連續(xù)兩次按鍵的信號溉躲“裉铮可以看出：
- 前導部分波形一樣；
- 第一個紅圈里的波形一樣锻梳；
- 兩個紅圈之間的波形完全不一樣箭券；
- 第二個紅圈里的波形相反。
至此疑枯，基本可以確定不是固定碼辩块。如果是固定碼，打開車門就太容易了荆永。
差分曼徹斯特編碼
下圖是常用的單線編碼（圖片來自WiKi）
Biphase系列就是通常說的曼徹斯特編碼废亭，其中Biphase-S和差分曼徹斯特只是平移半個周期（并反向）的關系，所以可認為是一回事具钥。而Biphase-M和Biphase-S是按位取反關系（即0和1的對應關系反過來）豆村，所以也可以認為是等價的。下面以“差分曼徹斯特編碼”來統(tǒng)稱氓拼。
觀察我的車鑰匙的波形，可以和差分曼徹斯特編碼對應起來。主要表現(xiàn)在：
- 波形數(shù)據(jù)中只有兩種寬度的電平桃漾，并且是兩倍關系坏匪；
- 窄的電平是成對出現(xiàn)的。（其實這種編碼簡單地說就是：兩個窄電平表示0撬统，一個寬電平表示1）
差分曼徹斯特編碼還有一個特性是：波形反相适滓，表示的數(shù)據(jù)相同。這說明上圖中第二個紅圈中的波形其實是表示相同的數(shù)據(jù)恋追。這也比較合符邏輯凭迹。
綜上，我們可認為其編碼方式是差分曼徹斯特編碼苦囱。
順便說一下嗅绸，曼徹斯特編碼也是很常用的，比如以太網(wǎng)中就是撕彤。另外鱼鸠，后續(xù)的收發(fā)測試表明，這種編碼比PWM的抗干擾能力要強羹铅。
解碼的數(shù)據(jù)
下面是按同一把車鑰匙的同一個鍵依次得到的實際數(shù)據(jù)：
0x7283df 664fac42ae d22d
0x7283df 0d2ea18d3e d22d
0x7283df 1f78611523 d22d
0x7283df c37b06f96b d22d
0x7283df fa0eff1919 d22d
0x7283df 6bec6e956e d22d
0x7283df 2a83ccbc78 d22d
可以看到蚀狰，總共80 bit，只有中間40 bit的數(shù)據(jù)在變职员。通過按不同的鍵麻蹋，以及換另一把鑰匙試驗，可以得出：
- 前24 bit (0x7283df) 中包含鑰匙相關的信息焊切；
- 后16 bit (0xd22d) 是操作碼扮授，即開門、關門蛛蒙，開后備箱等糙箍。
- 中間的40 bit就是傳說中的滾動碼了。肉眼看牵祟，毫無規(guī)律深夯。
實驗1：簡單重放
- 錄下（解碼）鑰匙信號；
- 再（編碼）發(fā)送出去诺苹。
結果：顯然是開不了車門的咕晋。滾動碼的特征是用過就作廢。
實驗2：截獲重放
- 把鑰匙和車分隔（確保車收不到鑰匙信號）收奔；
- 錄下（解碼）鑰匙信號掌呜；
- 再（編碼）發(fā)送給車。
結果：可以開門坪哄。由于車沒有收到原始的鑰匙信號质蕉，截獲的信號是有效的势篡。
這個實驗看似簡單，其實也說明了不少問題：
- 鑰匙和車之間的通訊是單向的模暗，不存在動態(tài)認證的過程禁悠；
- 信號是時間無關的（即不會隨時間過期），只與順序相關兑宇。
而且這個實驗是盜車手段的原型碍侦。即盜賊通過干擾器阻止汽車接受鑰匙信號，自己把鑰匙信號保存下來隶糕，然后用來開門瓷产。
實驗3：操作碼替換
- 把鑰匙和車分隔（確保車收不到鑰匙信號）；
- 錄下（解碼）關門時的鑰匙信號枚驻；
- 把關門的操作碼替換為開門的濒旦；
- 再（編碼）發(fā)送給車。
結果：可以開門测秸。這說明同一把鑰匙疤估，不同的操作是共用一個滾動碼序列的。
另外霎冯，因為組裝數(shù)據(jù)重新編碼后汽車接收端能接受铃拇，這也進一步確認了差分曼徹斯特的編碼方式。
實驗4：滾動碼窗口測試
有文章說某種偽隨機數(shù)的滾動碼的窗口是256沈撞。超過這個窗口慷荔，會導致開不了門，或需要復位缠俺。我們可以測試一下显晶。
- 把鑰匙和車分隔（確保車收不到鑰匙信號）；
- 連續(xù)按開門鍵360次（遠遠超過了256）壹士；
- 再把鑰匙拿到車附近磷雇，按開門鍵。
結果：可以開門躏救。這說明唯笙，我的車的滾動窗口是大于256的，或者根本沒有“窗口”盒使。至于到底是怎樣崩掘，就不得而知了。
注意：這個實驗有一定的危險性少办，因為萬一有256的窗口限制苞慢，會有可能導致開不了門。但我在實驗的時候英妓，錄下了這360次的鑰匙信號挽放，萬一開不了绍赛，可以用這些錄下來的信號去開門。但如果不能錄下信號辑畦，就不要隨便做這個實驗了惹资。
芯片分析
為了找到加密算法的線索，我拆開了車鑰匙航闺。其主芯片是 NXP 61X0915，應該是一款汽車鑰匙專用的單片機猴誊。但網(wǎng)上找不到Datasheet潦刃。
問了一些朋友，說這個資料就是不公開的懈叹。也許是出于安全考慮吧乖杠。
參考
下面主要是一些加密算法相關的鏈接。有一些算法是已被破解了的澄成。但對于普通人胧洒，尤其是在沒有額外信息的前提下，破解并不是那么容易的墨状∥缆總之，沒在自己的菜車上驗證通過肾砂，就不多說了列赎。
- Corroding immobilizer cryptography 這篇文章里有各種加密算法的市場份額。
- Lock It and Still Lose It—On the (In)Security
of Automotive Remote Keyless Entry Systems - Gone in 360 Seconds: Hijacking with Hitag2
- RFID Devices and Cryptography: Analysis of the DST40
- How Remote Entry Works 對于偽隨機數(shù)的滾碼镐确，超過256次包吝，會導致汽車鑰匙打不開
- Microchip HCS301: KeeLoq code hopping Encoder 有比較詳細的時序，但這個是PWM的編碼的源葫。
結語
本文對車鑰匙的無線電信號進行了解碼和編碼的一些測試诗越。確定是差分曼徹斯特編碼。通過模擬攔截無線電信號息堂，可以打開車門嚷狞，證明鑰匙和車之間是沒有時間信息的單向通訊。這種方式也是中級盜車賊的簡易手段储矩。即使只攔截或竊取了關門信號感耙，也有可能用于開門（至少對于我的車是可以的）。所以持隧，只要“偷走”車鑰匙的一個無線按鍵信號即硼，就有可能把車門打開。
另外屡拨，我的車并沒有傳說中的256的滾動碼窗口只酥。從芯片上也得不到加密算法的線索褥实。安全級別也算高了一點。
對于加密碼算法的直接破解裂允，并不是那么容易损离。有些破解可能是基于一些額外的信息，比如泄密的密鑰（或者密鑰發(fā)行體系的隱患绝编，比如一個廠家多款車共用一個根密鑰僻澎，容易導致泄密）。
