# 晶片卡 Agent 逆向工程與重製：以健保卡為例 - Inndy Lin

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> 從這開始

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## 背景介紹
### 拿報稅系統做健保卡和自然人憑證做實名驗證機制
- 健保卡 C/C++/wss (websocket over TLS)
- ActiveX/COM，讓 IE 可以直接在script 內使用
- 自然人憑證 晶片卡C++外部執行程式/伺服器nodejs
- 伺服器用 window.open/window.opener.postMessage 繞過 CSP
- 中國信託：C-sharp 額外的GUI驗證

### 認證架構
瀏覽器(身分認證服務) wss:// Aegent(健保卡) Custom Protocol 認證伺服器

瀏覽器(身分認證服務) XmlHttpRequest (nodejs) 卡片認證 自然人憑證

## 逆向過程 - Linux

- ELF version
- 動態連結 libc,openssl
- 沒有strip(可以看到function name)
- windows version
- agent static-linked openssl，難下手

### Linux ELF
function name 和 global name 都有

Pro Tips : 先看Mach-O 的執行檔

Obj-C swift 有 symbol name

> Note : Try s*b*i*e

從stackoverflow上抄了一段把程式變成服務的程式碼
(做到服務不會被執行兩次)
> [sample code from stackoverflow](https://stackoverflow.com/questions/14359727/calling-linux-service-with-parameters)

example服務的lock

從sz開頭，可以看出是Windows變數的notation
TRACE_ERR寫log，可能會寫入隨機的stack殘留資料
顯然跟Windiows是同一份原始碼

從websocket 的函式名稱，[抄opensource的socket程式碼](https://github.com/m8rge/cwebsocket)

GetVersion GetRandom

## 健保卡驗證流程與通訊協定
使用wss(websocket over TLS)通訊

可以用瀏覽器console自己發command給agent
包含卡號、身分證、姓名

|指令|作用|
|---|---|
|GetVersion |Agent 版本號 linux 0001|
|GetBasic| 健保卡編號身分證命名生日性別|
|EnCrypt?Pwd= |加密健保卡登入密碼(長度上限12bytes)|
|SecureGetBasicWithParam?Pwd=||
|GetRandom |Agent Nonce|
|H_Sign?Random= |Agent Nonce進行卡片驗證，取得LoginToken|

Browser 與 Agent 驗證卡片流程
1. Random
2. Nonce
3. H_Sign(Agent Nonce)
4. Login Token :accept:
5. EnCrypt(Password) (DES3及固定KEY加密)
6. Encrypt Password :accept:

H_Sign流程
> 驗卡流程

Agent->Server: Handshake
Server->Agent: Sessionkey
Note left of Agent: Card Number
Agent->Server: Card Nonce
Server->Agent: Server Challenge
Note left of Agent: Card Response
Agent->Server: Agent Nonce
Server->Agent: Login Token

1. Handshake
2. SessionKey (Handshake & key-exchange)
3. **Card Number** , **Card Nonce**
4. Server Challenge
5. **Card Response**, Agent Nonce
7. Login Token

## 重新實作
用C操作Windows API從卡片讀取資料
接OpenSSL API就放棄用C惹QQ
> C語言的OpenSSL API 不適合人類使用

### Linux SmartcardLibrary
libcsclite WinSCard 相容的 Library

### 重新實作 改用Python
找到 pyscard 跨平台操作晶片卡讀卡機
OpenSSL 過於複雜，很難知道什麼時候 free 才是對的
python crash 沒有錯誤訊息，因為錯在OpenSSL

### 重新實作 Crypto API
脫離ctypes + Openssl
改用PyCryptodome

### WebSocket
websocket handler，處理 Origin 的檢查
避免其他網站能讀到健保卡的資料
Hitcon zerodays ZD-2020-0195

### 重新實作 劫持連線
希望不要改/etc/hosts
pysoxy(socks5 proxy)

### 無效憑證
原本沒有正確的簽root CA

TWNHI Smartcart Agent

https://github.com/Inndy/twnhi-smartcard-agent

通殺Windows/Mac/Linux

## 程式弱點分析
<!--因為健保卡公司，所以無法寫筆記QQ-->