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NFC Sicherheit und Funktionsweise
Sicherheitsarchitektur und Betriebsmodi von NFC in der Zutrittskontrolle
NFC (Near Field Communication) ist eine spezielle Variante der RFID-Technologie mit eigener Sicherheitsarchitektur. Dieser Artikel erklaert, wie NFC-Daten verschluesselt uebertragen werden und welche Betriebsmodi in der Zutrittskontrolle relevant sind.
Inhalt
Sicherheit
1. Sicherheit bei NFC
Eine der Kernfragen bei der Nutzung eines Smartphones als Ausweis betrifft die sichere Speicherung von Daten mithilfe der NFC-Funktion (sowie BLE). Es ist selten, dass Unternehmen bei Ausweiskarten die maximal moeglichen Sicherheitsvorkehrungen treffen und gleichzeitig die verwendeten Kryptografieschluessel auf den Smartphones der Mitarbeiter gespeichert haben moechten.
Um solche Situationen zu vermeiden, gibt es verschiedene Loesungsansaetze. Es empfiehlt sich grundsaetzlich, dass ein Smartphone zunaechst in das Zutrittssteuersystem eingebunden wird, wobei ueblicherweise X509 Zertifikate erzeugt und gegenseitig installiert werden. Dadurch kann ein geschuetzter Datenaustausch zwischen dem Ausweisverwaltungs-Service und dem Smartphone ueber NFC ermoeglicht werden. Es bietet sich auch die Moeglichkeit an, die NFC-Technologie fuer die Registrierung des Smartphones zu nutzen und eine sichere Kommunikation zwischen dem Service und dem Smartphone per NFC-Chip herzustellen.
Zur Erhoehung der Sicherheit und Flexibilitaet koennen passive NFC-Tags oder RFID-Technik eingesetzt werden. In diesem Modus erfolgt der kontaktlose Datenaustausch zwischen dem Smartphone und dem Lesegeraet, ohne dass aktive NFC-Chips erforderlich sind.
Fuer die Verschluesselung kann die Identitaet der App auf dem spezifischen Smartphone genutzt werden, wodurch eine sichere Uebertragung der Ausweisdaten gewaehrleistet wird. Jede App erhaelt eine eindeutige Identitaet auf dem Smartphone, die nicht auf andere Geraete uebertragbar ist. Mit Hilfe dieser Identitaet lassen sich die Ausweisdaten verschluesseln, sodass eine missbraeuchliche Nutzung der auf dem Smartphone gespeicherten Daten ausgeschlossen ist. Erst beim Ausweisleser werden die Daten entschluesselt und der eigentliche Inhalt sichtbar.
Alternativ koennen die Zugriffsrechte fuer jeden Zutrittspunkt mithilfe von X509 Zertifikaten abgesichert werden. Allerdings erfordert dies, dass der Ausweisleser ueber Faehigkeiten zur asymmetrischen Kryptografie verfuegt. Bei batteriebetriebenen Schliesspunkten ist dies nicht immer praktikabel, da die erhoehte Rechenleistung einen negativen Einfluss auf die Batterielaufzeit haben kann.
Eine ausfuehrliche Erklaerung der Sicherheitsarchitektur wuerde den Rahmen hier sprengen. Zudem ist zu erwarten, dass sich im Laufe der Zeit weitere sichere Verfahren auf dem Markt etablieren koennen. Es wird daher empfohlen, dass Anwender, die NFC und Bluetooth Technologie auf ihren Smartphones nutzen, die Sicherheitsarchitektur im Detail erlaeutern lassen und von kompetentem Personal ueberpruefen lassen.
Funktionsweise
2. Die NFC Funktionsweise
Es wurden verschiedene Funktionsprinzipien im Rahmen des NFC-Forums festgelegt, von denen jedoch nicht alle im Bereich der Zutrittssteuerung haeufig Anwendung finden. Die wesentlichen Prinzipien sind wie folgt:
2.1 Der Modus des Lesegeraets/Schreibers / Reader / Writer Mode
Sowohl unter Android als auch unter iOS steht diese Funktion grundsaetzlich zur Verfuegung. Sofern jedoch Ausweise mit kryptografischen Schluesseln abgesichert sind, muss das involvierte Smartphone diese Schluessel identifizieren koennen. Da Smartphones jedoch nicht als sicherer Speicherort fuer derart wichtige Zugriffsschluessel angesehen werden, wird dieser Modus lediglich in begrenzten Bereichen der Zutrittssteuerung genutzt.
2.2 Der Modus der Kartenemulation / Card Emulation Mode
In diesem Modus versucht das Smartphone sich einem Ausweisleser gegenueber so zu verhalten wie eine physische Ausweiskarte. Auch hier spielt das Problem mit den kryptografischen Schluesseln eine Rolle, da das Smartphone in der Lage sein muesste, auf die angeforderten kryptografischen Schluessel zu reagieren. Jedoch gestaltet sich die sichere Aufbewahrung dieser Schluessel auf dem Smartphone als Herausforderung.
NFC ist die Abkuerzung fuer Near Field Communication und bezeichnet eine drahtlose Technologie fuer die kontaktlose Datenuebertragung auf kurze Distanz. NFC-faehige Geraete, wie beispielsweise Smartphones, koennen ueber einen NFC-Chip mit anderen NFC-Tags oder RFID-Geraeten kommunizieren. Die Kommunikation findet in einem nahen Frequenzbereich statt, wodurch die Reichweite auf kurze Distanzen begrenzt ist. NFC ermoeglicht verschiedene Anwendungen, wie zum Beispiel das Bezahlen per NFC, wobei das Smartphone als kontaktloses Zahlungsmittel fungiert.
2.3 Host Card Emulation
Eine interessante Moeglichkeit, um verschluesselte Daten zwischen einem Smartphone und einem Ausweisleser auszutauschen, besteht in der Verwendung der Host Card Emulation (HCE). Dabei kann ein Smartphone mithilfe geeigneter Verschluesselung ein Konzept aufbauen, das eine gesicherte und authentifizierte Uebertragung von Ausweisdaten ermoeglicht. Die Sicherheitsarchitektur der verwendeten App spielt dabei eine entscheidende Rolle.
Leider steht dieser Modus momentan lediglich fuer aktuelle Android-Versionen zur Verfuegung und nicht fuer iOS. Aufgrund der Vielfalt an Anpassungen und unterschiedlichen Android-Versionen koennen immer noch unerwuenschte Nebeneffekte bei der Anwendung auftreten. Es kann beispielsweise erforderlich sein, dass das Smartphone entsperrt wird, bevor eine HCE-Kommunikation moeglich ist. Dadurch geht jedoch ein Teil der Attraktivitaet verloren, die entsteht, wenn man sich vorstellt, einfach das Smartphone aus der Tasche zu ziehen und es direkt an den Ausweisleser zu halten, um eine Tuer zu oeffnen.
2.4 Weitere Betriebsmodi
Der Peer-to-Peer-Modus wird weniger haeufig verwendet, da er fuer die Kommunikation zwischen zwei stromversorgten Geraeten konzipiert wurde. Der Wireless-Charging-Modus hingegen findet bisher keine wirkliche Anwendung, da bei Smartphones andere Verfahren mit einer hoeheren Energieuebertragungsrate zum Aufladen des Akkus verwendet werden. Eine andere Moeglichkeit ist die Card Emulation auf Basis von Secure Elements. Damit kann ein Smartphone einen Ausweis emulieren. Allerdings wird diese Funktion bisher kaum genutzt, da Mobilfunkprovider und Betriebssystemlieferanten (derzeit hauptsaechlich Android und iOS relevant) nur ausgewaehlte Anwendungen wie beispielsweise Kreditkarten auf ihren sicheren Speicherkarten zulaessen moechten. Diese Betriebsart findet hauptsaechlich in den Wallet-Funktionen der Smartphones Anwendung. Um diese Technologie jedoch im Bereich der Zutrittssteuerung nutzen zu koennen, sind derzeit aufwaendige Vertragsverhandlungen mit den Herstellern der Mobil-Betriebssysteme erforderlich.
Die Verwendung von NFC-Chips und NFC-Tags ermoeglicht eine kontaktlose Nahfeldkommunikation auf einer bestimmten Frequenz. Diese Technologie eroeffnet neue Moeglichkeiten fuer NFC-faehige Smartphones und NFC-faehige Geraete. Die Reichweite der Kommunikation ist jedoch begrenzt und erfordert eine raeumliche Naehe zwischen den Geraeten.
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