Mobiles Bezahlen: NFC-Relay-Angriffe und wie man sich schützt

Relay vs. Replay vs. Skimming

Eine kurze Einordnung der in diesem Zusammenhang verwendeten Begriffe Relay, Replay und Skimming hilft, Abwehrmaßnahmen richtig zu planen:

• Relay-Angriff: Live-Weiterleitung der Funkkommunikation zwischen Leser (Terminal/Türleser) und legitimer Karte oder Wallet über einen Datenkanal (Wurmloch). Es erfolgt keine Änderung am Protokoll, sondern lediglich eine Verlängerung der Reichweite.
• Replay-Angriff: Aufzeichnung und spätere Wiederholung alter Nachrichten. Gegen EMV-Zahlungen ist dieser Angriff typischerweise wirkungslos, da Nonces/Transaktionszähler verwendet werden.
• Skimming: Unbefugtes Auslesen von Kartendaten ohne Transaktion. Dies erfordert andere Schutzmaßnahmen als bei einem Relay-Angriff.

Wie ein NFC-Relay-Angriff funktioniert

Ein klassisches Setup nutzt zwei Geräte: Das Leech/Mole befindet sich in der Nähe des Opfers und sammelt Leser-Anfragen ein. Das Ghost agiert am Terminal und leitet diese Anfragen an eine echte Karte/Wallet weiter. Der Tunnel kann über WLAN, Mobilfunk oder das Internet laufen. Entscheidend ist die Zeit: NFC/ISO 14443 und EMV definieren Antwortfenster im Millisekundenbereich. Bleibt die Round Trip Time (RTT) darunter, akzeptiert der Leser die Transaktion. In Untersuchungen wurde gezeigt, dass ISO-14443-Kommunikationen über Dutzende Meter erfolgreich gestreckt werden können (PDF).

Praxisbeispiele und aktuelle Entwicklungen

Die folgenden Beispiele zeigen, dass Relay-Angriffe mehr als nur Theorie sind:

• EMV-/Wallet-Kontext: Forscher zeigten 2021/2022, dass sich Apple Pay in Kombination mit Visa-Karten im Express-Transit-Modus Relay-Angriffen aussetzen lässt. Das funktionierte sogar bei gesperrtem iPhone, da dieser Modus ohne explizite Nutzerinteraktion arbeitet. In der Arbeit (PDF) werden auch Gegenmaßnahmen auf Terminal- und Protokollebene diskutiert.
• Off-the-shelf-PoC: Bereits 2015 demonstrierten Angreifer (PDF) in einem Proof of Conectp (PoC) EMV-Relays mit Standard-Android-Geräten – ein Beleg dafür, dass keine Spezialhardware nötig ist.
• Malware-gestützte Relays: 2024 beschrieb ESET die Android-Schadsoftware NGate, die NFC-Kartendaten relayed und so Bargeldabhebungen beziehungsweise Zahlungen missbrauchte. 2025 warnte ESET erneut vor wachsenden Angriffen auf NFC-Zahlungsdaten.
• Zutrittskontrolle: Hersteller und Forschung setzen bei der Zutrittskontrolle zunehmend Proximity/Distance-Bounding ein (PDF), um zusätzliche Verzögerungen eines Relays zu erkennen und Transaktionen zu stoppen.

Warum klassische Kryptografie nicht hilft

Bei Relay-Angriffen wird nicht der Inhalt, sondern nur der Ort der Kommunikation verändert. Selbst starke Authentisierung (zum Beispiel AES-basiertes Secure Messaging) schützt nicht vor einer zeitlich gültigen, aber räumlich falschen Interaktion. Als Gegenmittel dienen Distance-Bounding-/Proximity-Checks, die mittels sehr schneller Challenge-Response-Runden die Distanz schätzen beziehungsweise strikte Zeitbudgets überwachen. Diese Verfahren sind seit Jahrzehnten Gegenstand der Forschung und fließen zunehmend in Produkte und Terminal-Logik ein.

Gegenmaßnahmen in der Praxis

Die folgenden Empfehlungen richten sich an die wichtigsten Zielgruppen.

Zahlungsnetz, Issuer und Wallets

• Biometrische Bestätigung erzwingen, außer in klar definierten Express-/Transit-Szenarien. Express-Modi restriktiv konfigurieren.
• Tokenisierung und Risiko-Engines (Velocity, Geofencing, Terminalprofile) nutzen. Ungewöhnliche Latenzen und Muster als Relay-Indikator werten.
• Proximity-/Distance-Bounding integrieren (zum Beispiel schnelle RTT-Prüfungen auf Terminalseite, potenziell ergänzt um UWB-Ranging als Out-of-Band-Check).

Händler, Terminal-Integratoren und Zahlungsdienstleister

• Terminal-Timing eng setzen (Frame/Response-Timeouts) und Round-Trip-Time-Grenzen aktiv prüfen.
• Bei mehrfacher Überschreitung die Transaktion abbrechen.
• EMV-Kontaktlos-Kernel (zum Beispiel EMVCo v3.x) aktuell halten und Risiko-Parameter (TTQ/TVR/TRM) so konfigurieren, dass Offline-/No-CVM-Pfade minimiert werden.
• Leser-Firmware prüfen: Einige PCDs erlauben verkürzte Frame Waiting Times beziehungsweise dedizierte Anti-Relay-Optionen.

Betreiber von Zutrittskontrollen (Unternehmen/ÖPNV)

• Karten/Chips mit Proximity-Check einsetzen (zum Beispiel MIFARE DESFire EV2/EV3) und die Funktion sowohl server- als auch leserseitig aktivieren.
• Latenzbudgets straffen und Leser physisch so platzieren, dass Mole-Geräte nur schwer nahe an legitime Karten gelangen können.

Endnutzer

Generell gilt:

• Express-/Transit-Modi bewusst aktivieren und Limits prüfen. Bei Verlust/Diebstahl Wallet/Token umgehend sperren.
• Smartphone sperren, Biometrie nutzen, unnötige NFC-Dienste deaktivieren und Apps nur aus vertrauenswürdigen Quellen installieren (Malware-Risiko).

Bei Apple-iOS- und Android-Geräten finden sie die Einstellungen so:

• iOS generell bei Apple Wallet, iPhone und Apple Watch: Express Mode/Express Transit wird pro Karte/Pass/Schlüssel in der Wallet-App aktiviert. Eine detaillierte Beschreibung finden Sie bei Apple hier.

• iPhone: Wallet-App öffnen, Karte/Pass auswählen, Kartendetails, Express-ÖPNV-Einstellungen oder Expressmodus.
• Apple Watch: Watch-App auf dem iPhone) öffnen, Wallet & Apple Pay, Express Transit Card. Alternativ direkt auf der Watch über Einstellungen, Wallet & Apple Pay, Express Mode. Express-Elemente lassen sich ohne Entsperren nutzen, teilweise auch im Energiesparmodus.
• Android (Google Wallet, Smartphone): Es gibt keinen einheitlichen Express-Schalter im System. Bei kontaktlosem ÖPNV mit Kredit- oder Debitkarte kann Google Wallet je nach Verkehrsverbund die Funktion Geräteentsperrung überspringen unterstützen (Details dazu hier). Ob das Entsperren notwendig ist, wird durch die Transit-/Wallet-Konfiguration geregelt. Die Verfügbarkeit ist verbunds- und regionabhängig.
• Wear OS-Uhren: Für die Standardzahlkarte kann Fahrt ohne Öffnen von Wallet bezahlen deaktiviert werden.

Erkennung und Forensik

Relay-Versuche lassen sich oft anhand von Timing-Anomalien erkennen. Die Forschung schlägt vor (PDF), Transaktionen zu beenden, wenn die gemessene Round-Trip-Time mehrfach den Maximalwert übersteigt. Zusätzlich helfen Kontext-Signale (Geräte-ID, Entry Mode, Standort, Kundenverhalten) dabei, atypische Muster in Echtzeit zu markieren.

Häufige Irrtümer

Die folgenden Klarstellungen vermeiden Fehlannahmen in Projekten und auf Seiten der Endnutzer:

• EMV/SE macht Relay unmöglich: Falsch. Relay umgeht die Nähe, nicht die Kryptografie. Schutz erfordert zusätzliche Distanz- und Timing-Prüfungen.
• Abschirm-Hüllen lösen das Problem: Falsch. Diese Hüllen können opportunistisches Skimming erschweren, verhindern aber keine Relays, wenn die Karte oder das Wallet aktiv an einer legitimen Transaktion teilnimmt.
• Nur Zahlungen sind betroffen: Falsch. Auch Zutrittskontrolle, ÖPNV-Pässe und digitale Fahrzeugschlüssel lassen sich prinzipiell relayn.
• Biometrie schützt immer: Falsch. Express-/Transit-Modi oder bestimmte Karten/Schlüssel können ohne Entsperren funktionieren. Die Einstellungen müssen daher entsprechend restriktiv gesetzt werden.
• NFC ausschalten genügt: Falsch für Apple-Geräte. Auf iOS das global nicht möglich, außerdem bleiben physische Karten aktiv.

Fazit

NFC-Relay-Angriffe sind Proximity-Bypässe, da sie die gleichen Protokolle wie legitime Transaktionen nutzen, jedoch über eine unzulässige Distanz. Reale Fälle – von Wallet-Exploits im Transit-Modus bis zu Malware-Relays – zeigen die Gefahr. Gegenmaßnahmen sind strikte Zeitbudgets, Distance-Bounding/Proximity-Checks, aktuelle EMV-Kernels sowie biometrische Freigaben und Risikoprüfungen im Backend. Unternehmen sollten ihre Terminal- und Zutritts-Policies entsprechend ausrichten und Express-Sonderwege bewusst absichern.