[Arduino Mega 2560][RFID]12 strefowy czytnik dostępu na magistrali WIEGAND 26/34

Witam, w chciałbym się podzielić moim ostatnim tworem jaki powstał z chwili potrzeby.






EDIT [AKTUALIZACJA]:



Jako kiedyś przeczytałem o biochipach dostępnych do zakupu przez internet od razu pomyślałem, że to coś dla mnie. Program prezentowany poniżej służyć ma praktycznemu wykorzystaniu tagów RFID 125KHz i służyć ma do celów dawania dostępu/otwierania wybranych stref/drzwi oraz usprawiedliwienia dla praktycznego użycia implantu który mam w prawej i lewej ręce (prawa xEMi 125 KHz, lewa xNTi NTAG2)

Założenia były dosyć ogólne, część funkcji doszła w trakcie tworzenia oprogramowania. Jako, że na codzień korzystam z systemu autoryzacji dostępowej dla pracowników w moim zakładzie pracy łącznie z rozliczaniem godzin dość dużo "rozwiązań zdołałem w ten sposób podejrzeć (gdzie już od roku testuje implant)

Na wstępnie muszę powiedzieć, że jest to moja pierwsza przygoda z Arduino oraz Arduino Ide i C dla AVR, jeszcze tydzień temu jedynie się zastanawiałem "jak by to było" aż przyszły zamówione przeze mnie 2x Arduino Mega 2560 (ot taki prezent na święta .

Dotychczas programować zdarzało mi się jedynie przy pomocy PHP/JAVA/JAVASCRIPT (ostatnie kilka lat), w czasach szkoły średniej (czyli ponad 10 lat temu) miałem pierwsze raczkowanie w assembler dla 8051, gdzie AVR były poza sferą moich możliwości (na ten czas).

Ogólnie jestem pod niesamowitym wrażeniem tego jak łatwe i proste oraz przyjemne potrafi być programowanie dzisiejszych uP

Aktualny program powstał, gdyż chciałem "dorobić" sobie możliwość otwierania samochodu przy pomocy taga RFID(takie usprawiedliwienie dla implantu w prawej dłoni), jednak nie chciałem poprzestać jedynie na tym fakcie, chciałem móc niezależnie otworzyć same drzwi kierowany, osobno bagażnik, czy wyłącznie drzwi pasażera oraz być może skopiować program na inną płytkę i np zamontować we własnym domu (przykład).

Aktualnie dostępne na rynku rozwiązania są niesamowicie drogie(200 EUR i wiele wiele więcej) i posiadają wiele oczywistych ograniczeń (np tylko 2/4 wejścia/wyjścia, brak elastyczności etc).

Niżej zaprezentowany program posiada aż 12 stref, każda może posiadać 1 lub więcej czytników(po jednym dla każdej ze stron drzwi), przycisk wypuszczenia, sensor alarmowy(czujnik otwarcia drzwi). Całość posiada wejście emergency umożliwiające natychmiastowe otwarcie wszystkich stref (np sygnał z alarmu pożarowego, przycisk w "pokoju ochrony" etc), System posiada 3 stopnie autoryzowania dostępu:
1 najwyższy tzw mastercarta, oprócz zwykłego otwierania drzwi, mozna nią także programować/kasować karty 3 poziomu.
2 20 kart 2 poziomu dostępu, ich programowanie odbywa się wyłącznie za pomocą konsoli UART
3 500 karty najniższego poziomu

Dodana jest linia panic - np w razie wykrycia kradzieży, gdzie do czasu trwania sygnału autoryzacja kart 3 poziomu jest wyłączona, de aktywowane są również przyciski w strefach autoryzacja dostępna jest jedynie za pomocą kart z poziomu 1 lub 2 (uruchomiona np na czas trwania alarmu lub też przy pomocy przycisku z pokoju ochrony)

Przytrzymanie przycisku wyjścia nie blokuje strefy jako otwarta - wyzwalanie jest jedynie zboczem opadającym. Przytrzymanie karty przy czytniku utrzymuje strefę otwartą.

Za pomocą konsoli można:
- sprawdzać stan wejść,
- listować karty,
- kasować poszczególną kartę, dodać jedynie 1 kartę
- sprawdzić czy dana karta jest w systemie i jaki ma poziom,
- podglądać zdarzenia - typu otwarte drzwi bez uprzedniej autoryzacji, użycie autoryzowanej karty lub nie, załączona linia emergency/panic
- można zmienić czas trwania impulsu na wyjściu (wartość long) w ms [domyślnie 150ms]
- otwarcie strefy za pomocą komendy UART

Tryb panic mozna uruchomić za pomocą alarmu lub komendy z UART( komenda "set panic on"), różnica polega na tym, że jeżeli panic uruchomiono za pomocą komendy - należy ją powtarzać nie rzadziej niż co 5 minut. Daje to możliwość autoryzacji i otwarcia strefy przy pomocy komend z konsoli UART (po połączeniu z komputerem -i powrotu do pracy normalnej w przypadku gdyby pc nam sie "zawiesił")
Np. Wysyłane są numer czytnika, ID karty i jeżeli komputer ją autoryzuje otworzy strefę, lub otworzy przy pomocy przycisku wyjścia.
Tryb panic może być włączony na stałe podając sygnał GND na PIN 18 (nawet przed uruchomieniem układu)

Pamiętajcie, że karta poziomu 1 i 2 w trybie panic mogą aktywować daną strefę, warto montować też czytniki z obu stron drzwi w takim przypadku

Karta mastercard jest pierwszą użytą kartą z urządzeniem i jest zapisywana w pamięci eeprom kontrolera. Jej wykasowanie następuje poprzez podanie stanu niskiego na PIN 12 w chwili uruchomienia układu(czyszczona jest jedynie zmienna, nic nie jest kasowane w eeprom) jednak pierwsza użyta karta w dowolnym czytniku spowoduje zapisaniem nowej karty mastercard w eeprom.

Kiedy karta mastercard nie jest zapisana, układ będzie jej wyczekiwał sygnalizując to szybkim miganie diody LED przy PIN 13, jeżeli przytrzymamy kartę mastercard przez dłużej niż 5 cykli odczytu wchodzimy w tryb programowania.
Dioda LED przy PIN 13 miga, choć wolniej. Jeżeli nic nie zrobimy po 10s kontroler wyjdzie z trybu programowania i nie dokona zapisu żadnych zmian(każde odczytanie karty spowoduje wyzerowanie licznika, każda karta dodawana jest do tablicy tylko 1 raz,więc jej przytrzymanie przeciąga programowanie tak długo jak znajduje sie przy czytniku).

Jeżeli karta mastercard będzie trzymana po wejściu w trym programowania przez kolejne 5 cykli odczytu nastąpi całkowite wyczyszczenie wszystkich dodatkowych kart i zmiany zostają zapisane. Jeżeli po wejściu w tryb programowania zaczniemy przykładać kolejno karty to każda karta daje nam dodatkowe 10s okna czasowego od chwili ostatnio użytej karty (limit 500 kart!). Nadpisujemy tablicę kart w pamięci przy pomocy masterkarty.

Tryb programowania mastercartą można wyłączyć w konsoli UART.

Jeżeli mastercarta jest wyczyszczona tryb programowania jest automatycznie przywracany - jeżeli był wyłączony w konsoli - jednorazowo do kolejnego uruhomienia układu.

Poniżej zamieszczam listę opcji (język eng) oraz podstawowa lista komend UART:



Program w wersji pozwalającej jedynie na odczyt danych z magistrali WIEGAND zajmował około 4KB flash oraz ~470B ram. Teraz po rozbudowaniu o wyżej wspomniane opcje zajmuje ~21KB flash oraz ~2KB ram z czego znaczną większość zajmują stringi użyte do konsoli, a ram konsumowany jest przez tablice na karty (1 karta = 4 bajty), przy 31 kartach program zużywa jedynie ~680B ram.

Nie przejmowałem się zbytnio optymalizacją pamięci flash jako, że Arduino mega 2560 posiada 256KB flash, 8KB ram oraz 4KB EEPROM, płytka posiada jedynie 1 ostatni pin który nie znalazł jeszcze zastosowania wszystkie pozostałe są już zagospodarowane na potrzeby sterownika.

Mile widziane komentarze, postaram się dzisiaj dodać film z działania oraz zdjęcia.

Wszystkie pliki dostępne w załączniku - czas pracy około 70h.

Można stosować wszystkie dostępne czytniki posiadające wyjście WIEGAND z liniami D0 oraz D1.


Każda strefa składa się z następujących pinów:


EDIT:
- dodałem, tzw minimum jakie zastosowałem do odczytywania sygnałów z czytnika WIEGAND, należy zmienić jedynie port linii D0 oraz D1 w początkowej sekcji:



Wyjście na konsoli to:

pamiętajcie, że konsola UART jest ustawiona na



Program nie korzysta ze sprzętowych przerwań, programowo jest wykrywane zbocze opadające na liniach d0 oraz d1

Wersja minimum będzie bez problemu działała na każdej płytce Arduino, należy ustawić jedynie piny. Ilość RAM użytej W programie to 288bajty, sam program to 5.5KB, nie wiem czemu tak dużo (widocznie znacznie ma też to jakie biblioteki się używa).

Program mimo, że minimum można dużo bardziej zoptymalizować, ale już nie byłby tak czytelny.

Plany na przyszłość(do zrobienia / to do):
- dezaktywacja wybranej strefy (wejście/wyjście),
- obsługa sieci przy pomocy modułu ethernet podłączonego do SPI (może wymagać pewnych kompromisów - np rezygnacja z 1-2 stref, powód - brak dostępnych pinów) - porządny system zarządzania WWW - w końcu zostało ponad 220KB pamięci!.
-możliwość korzystania lub też nie z zewnętrznej bazy danych SQL w celu autoryzacji kart i historii zdarzeń.
- możliwość kaskadowego łączenie modułów.
- dodanie obsługi modułów wifi (np ESP8266).
- dorobienie obsługi 8 bitowej i 4 bitowej komunikacji WIEGAND (stosowana w czytnikach z klawiaturami), gdzie 4 bity są bez żadnej parzystości, a w przypadku 8 bitów pierwsze 4 są negacją pozostałych 4.
Póki co na potrzeby samej możliwości zastosowania układu w samochodzie nie widzę już potrzeby dalszej jego rozbudowy.

Rozumiem że mieszkasz w GB i tam zostałeś zaszczepiony implantami? Gdzie w Polsce można się zaszczepić?

DarekMich napisał:

implantu który mam w prawej i lewej ręce

Może to nie na temat ale za mniej niż 100 000 zł (słownie sto tysięcy złotych) nie dał bym się oczipować
Wiadomo, że użyłeś gotowej elektroniku opartej o arduino no ale jakieś fotki mimo wszystko w DIY są zdaje się wręcz wymagane...

Odnośnie implantów, to nimi się nie szczepi a je się wszczepia - niestety na własną rękę. Najpopularniejsza metoda to salony Piercingu gdzie za na prawdę niewielką opłatą można tego dokonać przez osoby z na prawdę dużym doświadczeniem medycznym. Same implanty do najtańszych nie należą (nie mówię tu o tych stosowanych u zwierząt czy do znaczenia żywności które można kupić za mniej niż 4 USD).

Oba implanty instalowałem sam, z pomocą członka rodziny (mój Tata) pomógł mi z prawą ręką w lutym 2015, gdzie po "zadomowieniu się implantu i pełnym wygojeniu dopiero 3 m-ce (chciałem być ostrożny) zacząłem go używać na codzień. drugi ma 1,.5 m-ca i jest kompatybilny z telefonami (tak można np odblokować ekran telefonu, czy mam na nim zapisaną moją wizytówkę vcard).

Nie docenia się posiadania "implantu" do chwili gdy nie zacznie stanowić on integralną część naszego codziennego życia, np przykładając rękę do czytnika żeby przejechać tramwajem, wejść do autobusu, "odbić" się w pracy, wejść na basen/siłownie, zapłacić za kawę, czy chociaż by zamknąć/otworzyć auto, odblokować telefon gdy ten będzie tylko w waszej ręce. W pewnym momencie samemu się zapomina że to dzięki małemu czemuś w ręce - wszystko zaczyna sie odbywać naturalnie.

Co do zdjęć, wieczorem dzisiaj jak wrócę z pracy obiecuję wstawić Film. trochę trudno mówić o zdjęciach, ale wstawię, w sumie 2 przewody od czytnika do Arduino - chciałem uniknąć komentarzy w stylu o podłączył 2 przewody i uważa, że coś zrobił - choć i z takimi się liczę. Układ miał być prosty - maksymalnie kopiowalny (gdzie znaczenie miała cena/ilość/łatwość) a w aktualnej sytuacji spełnia wszystkie te założenia.

Czuć taki implant pod skórą? Jaki objaw powodował że chciałeś poczekać na dokładne wygojenie rany? Pytam bo RFID nie jest dla mnie nowością (codzienność w pracy), jednak nigdy nie myślałem o wszczepieniu se mojej karty zbliżeniowej pod skórę.

Implanty są programowalne, tak siedzą w tzw facial layer - nie wiem jak po Polsku (az mi wstyd ) ale znajdują sie bezpośrednio pod skórą. Objaw wygojenia... Hmm... Może powiem tak, samo "włożenie" go trwa mniej niż 5 minut, rana po zabiegu jest znikoma, nie boli bardziej niż jak każdy inny zastrzyk. po 2-3 dniach rana jest już całkowicie zamknięta. może pojawić się mały siniak który zniknie po jakiś kolejnych 3-4 dniach(nie każdemu się zdarza), więc mówimy tu o jakimś około tygodniu-1.5 gojenia. następnie implant posiada chropowatą powierzchnię i przez to "wrasta" w tkankę, po około 2-3 tygodniach jak już się umiejscowi sie nie da przesunąć. Zostaje tam na zawsze. aj czekałem 1-2 miesiące ze względu na to, ze chciałem uniknąc sytuacji, ze zacznę go używać i jak po każdym jednym zabiegu inwazyjnym mogą wystąpić powikłania (jakie się spotyka po np kolczykowaniu).

Ogólnie jest to uznawane za bezpiecznie. Sam implant jest na prawdę niewielki, zasięg nie przekracza 2cm od czytnika, więc trudno mówić tutaj o jakiś phishingach (typu kradzież danych itp itd). Nie da się również człowieka śledzić tą metodą (prosze niech nikt nie zaczyna tego typu tematu).

Retencja danych szacuje sie na 10 lat przy 25 stopniach, następnie bity "mogą" przestawiać się z powrotem w 1 (jedynki), więc dobrze jest raz na jakiś czas sobie "to" odświeżyć.

Taka aplikacja jest jedynie dobra dla osób które mają, bądź będą miały potrzebę stosowania tagów RFID do celów dostępowych, choć nie ukrywam - sporo przy tym zabawy dla każdego elektronika

EDIT:
Przykłądowy film z samego "procesu" - nie jestem autorem:

Link


Sam implant i narzędzie wygląda następująco:


I jest to ogólnie niezwykle łatwe.

Odnośnie kossztów:

xEM (czyli RFID 125 kHz) - czyli układ programowalny ATA55772 - za zestaw z wysyłką zapłaciłem 52 GBP (~260 PLN)

xNT (NFC/RFID 13.56 MHz) - NFC NTAG2 z 888bajtów pamięci - za zestaw z wysyłką wyniósł mnie 78 GBP (~350 PLN)

Uważam to teraz za jedne z lepszych inwestycji jakie zrobiłem

Są jakieś przeciwwskazania dotyczące prześwietlania promieniami RTG takiej koniczyny z implantem ? Nie uszkodzą naszych 350 PLN w łapce ?

Z gory przepraszam za brak PL znakow, komputer z ktorego pisze nie posiada PL jezyka klawiatury.

bodzio667 napisał:

Są jakieś przeciwwskazania dotyczące prześwietlania promieniami RTG takiej koniczyny z implantem ? Nie uszkodzą naszych 350 PLN w łapce ?

Widze, ze zainteresowanie tematem glownym schodzi troche na bok

Nie ma zadnych, nie ma takiej dawki promieniowania X jakie bylo by w stanie uszkodzic (czyt. wymazac zawartosc zapisanych przez nas danych), odnosie samych badan metoda rezonansu magnetycznego, Tagi byly testowane na etapie wdrazania do produkcji polem magnetycznym o sile 6.5T (tesli). urzadzenia nie ulagaja uszkodzeniu, dane nie sa wymazywane jedynie najblizsze okolice gdzie znajduje sie tag sa mniej czytelne (czyt rozmazane).

Zalecam bardziej dociekliwe pytania zadac jedynej osobie na swiecie ktora sprzedaje uzadzenia i wdrozyla je do produkji Amal Graafstra

Swojego czasu byla to jedynie kampania crouftingowa, potem przerodzilo sie w firme.

Wiecej szczegolow znajdziecie na internecie.

Układ wyszedł całkiem konkretny, ale ja implantu wszczepić sobie bym nie dał za nic...
Mówisz, że phishing jest niewykonalny, a jednak - bardzo łatwo Cię zczytać (chociażby w tłumie, lub czytnikiem zamontowanym tam, gdzie trzymasz ręce, e.g. pod biurkiem, w myszy komputerowej... a tez nietrudno o czytnik w długopisie) Jak ktoś będzie chciał, to zrobi, i zajumie Ci 'tożsamość' - będzie mógł wejść tam gdzie Ty i ukraść coś jako Ty, a Ty sie nie wymigasz tłumaczeniem że ktoś Ci kartę ukradł...

DarekMich napisał:

czekałem 1-2 miesiące ze względu na to, ze chciałem uniknąc sytuacji, ze zacznę go używać i jak po każdym jednym zabiegu inwazyjnym mogą wystąpić powikłania (jakie się spotyka po np kolczykowaniu).

Coś do mnie nie dotarło. Bałeś się powikłań spowodowanych falami elektromagnetycznymi działającymi na implant w ręce?... Przecież mogłeś używać implantu od razu, nawet przez plaster na rance po wszczepieniu, bez zadnego wpływu na rozwoj powikłań (gdyby miały wystąpić, i tak by wystąpiły, bez względu na obecność fal EM)...

Nigdy nie Twierdziłem, ze phishing jest niewykonalny, ale ze względu na budowę implantu zasięg nie przekracza więcej jak 2cm, podobno sięga 10cm w urządzeniach co czytają z 1m (ale nie popadajmy w paranoję przecież). Implant używałem do zabawy od razu, bałem się zacząć go stosować od razu na poważnie, tzn przekonać w pracy że nie opowiadam bajek, tylko faktycznie mam tag RFID w ręce, potem to samo w IT a na koniec np po miesiącu ze względu na jakąś infekcje musiałbym go sobie wyciągać. Wolałem z poważniejszym zadaniem dla niego poczekać 1-2 m-ce. Wszystko wykonane sterylnie, ale zawsze jak każde inne jest to tylko ciało obce w ciele a każde reaguje inaczej. Nic więcej nic ująć. Promieniowanie jest znikome, jestem krótkofalowcem i znam wpływ pola elektromagnetycznego na człowieka, gdzie siła takiego implantu jest na prawdę pomijalna.

Dodano po 1 [godziny] 7 [minuty]:

Jako aktualizację chciałem dodać, ze wstawiłem kilka zdjęć i film z najprostszą prezentacją działania układu.

W celach pokazowych czas działania wyjścia został ustawiony na 1000ms (1s).
Z góry przepraszam za stonowany głos, ogólnie późno wracam z pracy, wszyscy w domu już śpią. Za dnia trudno będzie mi nagrać cokolwiek ze względu na fakt, że 3 letnia córeczka raczej będzie na pierwszym planie, tak samo jak jej 7 letnia siostra

Proszę darować komentarze typu 2 kabelki podpiął i coś zrobił, ten DIY raczej odnosi się do samego oprogramowania. Jego założeniem było to, żeby każdy nie wydając 500 PLN i więcej na sterownik mógł sobie coś takiego zamontować.

Uprzejmie proszę o komentarze osób którym zdarzyło się wgrać oprogramowanie do swojego uP i je przetestować(o ile posiadają czytnik).

Pamiętajcie również, że urządzenie zapamiętuje 1 masterkartę, 500 kart 3 poziomu oraz 20 kart poziomu 2. Karty poziomu 2 programuje się przy pomocy konsoli UART.

Ogólnie konsola w tym projekcie została dosyć dobrze z utylizowana, po podłączeniu do komputera i zastosowaniu oprogramowania możliwości układu znacząco rosną.

Pozdrawiam i dobranoc.

nsvinc napisał:

Mówisz, że phishing jest niewykonalny, a jednak - bardzo łatwo Cię zczytać (chociażby w tłumie, lub czytnikiem zamontowanym tam, gdzie trzymasz ręce, e.g. pod biurkiem, w myszy komputerowej... a tez nietrudno o czytnik w długopisie) Jak ktoś będzie chciał, to zrobi, i zajumie Ci 'tożsamość' - będzie mógł wejść tam gdzie Ty i ukraść coś jako Ty, a Ty sie nie wymigasz tłumaczeniem że ktoś Ci kartę ukradł...

Kartę można zczytać tak samo
W ogóle nie rozumiem jaki jest sens wykorzystywania zwykłych rfidów do zastosowań wymagających jakiegokolwiek bezpieczeństwa. Piloty samochodowe od dawna są zmiennokodowe, a do rfidów to jeszcze jakoś nie dotarło.

Milek79 napisał:

...Piloty samochodowe od dawna są zmiennokodowe, a do rfidów to jeszcze jakoś nie dotarło.

Otoz mylisz sie i to bardzo. Karty dostepowe Firmy PROXIMITY albo Wszelkie karty na 13.56 MHz korzystaja wlasnie z takiej mozliwosci. Karta ktora place za Tramwaj u siebie w miescie posiada 4KB pamieci, jej zawartosc zmienia sie za kazdym razem gdy ja zblize do czytnika, to samo u mnie w pracy, posiadamy 2 poziomowy systemd ostepu. 1 podstawowy wpusci Cie jedynie przez brame samochodem, oraz do budynku, jednak pomieszczenia wewnatrz budynku (np sejf ktory mamy jest wielkosci duzego bloku wielorodzinnego) juz korzysta z kart NFC ze zmiennym kluczem. System ma 8 lat