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。
信号分析
车钥匙发出的是433MHz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Zoom in显示了一个完整的信号；
- 第二次Zoom in只显示了前导（Leading）和开始（Start）部分的波形。
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。
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。
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：
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，总共80 bit，只有中间40 bit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24 bit (0x7283df) 中包含钥匙相关的信息；
- 后16 bit (0xd22d) 是操作码，即开门、关门，开后备箱等。
- 中间的40 bit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256。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360次（远远超过了256）；
- 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256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256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360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 NXP 61X0915，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。
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。
- Corroding immobilizer cryptography 这篇文章里有各种加密算法的市场份额。
- 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 对于伪随机数的滚码，超过256次，会导致汽车钥匙打不开
- Microchip HCS301: KeeLoq code hopping Encoder 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256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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