Тэлефонная сім-карта: прылада

Сім-карта - прылада, якое ўяўляе сабой модуль ідэнтыфікацыі абанента. Гэта інтэгральная схема, прызначаная для бяспечнага захоўвання нумары міжнароднай ідэнтыфікацыі абанента мабільнай сувязі (IMSI) і звязанага з ёй ключа, якія выкарыстоўваюцца для ідэнтыфікацыі і аўтэнтыфікацыі абанентаў на прыладах мабільнай тэлефаніі (напрыклад, мабільныя тэлефоны і кампутары). Акрамя таго, можна захоўваць кантактную інфармацыю на многіх SIM-картах.

Сім-карты заўсёды выкарыстоўваюцца на тэлефонах GSM, для прылад CDMA яны неабходныя толькі для новых LTE-сумяшчальных апаратаў. Таксама іх можна выкарыстоўваць у спадарожнікавых тэлефонах.

SIM-карта з'яўляецца часткай функцыі універсальнай інтэгральнай схемы (UICC), якая звычайна вырабляецца з ПВХ з убудаванымі кантактамі і паўправаднікамі. Сім-карта, прылада якой заснавана на лічбавы тэхналогіі, можа перадаваць дадзеныя паміж рознымі мабільнымі апаратамі.

SIM-карта змяшчае:

• унікальны серыйны нумар (ICCID);
• міжнародны ідэнтыфікатар мабільнай сувязі (IMSI);
• аўтэнтыфікацыю і шыфраванне;
• часовую інфармацыю аб лакальнай сеткі;
• спіс службаў, да якіх карыстальнік мае доступ;
• прылада сім-карты тэлефона таксама мае два пароля: персанальны ідэнтыфікацыйны нумар (ПІН) для звычайнага выкарыстання і персанальны код разблакоўкі (PUK) для разблакоўкі ПІН-кода.

Гісторыя і выхад на рынак

Першапачаткова фармат SIM быў вызначаны Еўрапейскім інстытутам стандартаў тэлекамунікацый у спецыфікацыі з нумарам TS 11.11, якія апісваюць фізічныя і лагічныя ўласцівасці сім-карты. З развіццём UMTS спецификационная праца была часткова перанесена на 3GPP.

Першая SIM-карта была распрацавана ў 1991 годзе вытворцам мюнхенскіх смарт-карт Giesecke & Devrient, які прадаў першыя 300 асобнікаў фінскаму аператару бесправадной сеткі Radiolinja.

інактывацыі

У многіх дамоўных пагадненнях «з аплатай па ходзе» вам неабходна перыядычна выкарыстоўваць перадаплату, каб пазбегнуць заканчэння тэрміну дзеяння ўліковага запісу. Гэты перыяд залежыць ад аператараў сеткі, але звычайна вызначаецца перыяд у тры месяцы. Гэта часам звязана з тым, што SIM-карта становіцца неактыўнай ў сетцы.

рэгістрацыя

Большасць краін і аператараў патрабуюць ідэнтыфікацыі для актывацыі паслугі, але ёсць некаторыя выключэння, такія як SAR Ганконга.

Як уладкованая сім-карта тэлефона?

Для SIM-карт прадугледжана тры працоўныя напружання: 5 У, 3 У і 1,8 В. Працоўнае напружанне большасці «сімак», запушчаных да 1998 года, складала 5 В. Створаныя пасля карты сумяшчальныя з 3 У і 5 В. Сучасныя асобнікі падтрымліваюць напружанне 5 У, 3 У і 1,8 В.

дадзеныя

На SIM-картах захоўваецца інфармацыя аб сетцы, выкарыстоўваная для аўтэнтыфікацыі і ідэнтыфікацыі абанентаў у сеткі. Найбольш важнымі з іх з'яўляюцца ICCID, IMSI, ключ аўтэнтыфікацыі (Ki), ідэнтыфікатар лакальнай зоны (LAI) і нумар экстранага выкліку аператара.

Сім-карта, прылада якой заснавана на схемах, таксама захоўвае іншыя дадзеныя, якія залежаць ад аператара, такія як нумар цэнтра службы кароткіх паведамленняў (SMS ServiceServiceName), імя пастаўшчыка паслуг (SPN), нумары службовых нумароў (SDN), параметры Advanceofcharge і прыкладанні з дабаўленай коштам (VAS).

SIM-карты могуць пастаўляцца ў розных аб'ёмах дадзеных ад 8 да, па меншай меры, 256 КБ. Усе яны дазваляюць захоўваць максімум 250 кантактаў, але, калі ў версіі 32 КБ маецца месца для 33 кодаў мабільных сетак (MNC) або «сеткавых ідэнтыфікатараў», разнавіднасць на 64 КБ мае месца для 80 MNC. Гэты паказчык выкарыстоўваецца сеткавымі аператарамі для захоўвання інфармацыі аб пераважных сетках і ў асноўным ужываецца, калі SIM знаходзіцца не ў сваёй хатняй сеткі, а ў роўмінгу. Што азначае такая прылада сім-карты тэлефона?

Аператар, які выпусціў «сімку», можа выкарыстоўваць гэта, каб падключыць тэлефон да пераважнай сеткі, каб выкарыстоўваць найлепшае камерцыйнае пагадненне для зыходнай сеткавай кампаніі. Гэта не азначае, што тэлефон, які змяшчае гэтую SIM, можа падлучацца максімум да 33 або 80 сетках, а значыць толькі тое, што эмітэнт SIM-карты можа ўказваць толькі да гэтай колькасці пераважных сетак. Калі «сімка» знаходзіцца за межамі гэтых пераважных сетак, яна будзе выкарыстоўваць першую або лепшую даступную з іх.

ICCID

Кожная SIM-карта ідэнтыфікуецца на міжнародным узроўні па ідэнтыфікатары інтэгральнай схемы (ICCID). ICCID захоўваюцца на сім-картах, а таксама выгравіраваны або надрукаваныя на корпусе падчас працэсу персаналізацыі.

ICCID вызначаецца рэкамендацыяй ITU-T E.118 ў якасці Першаснага нумары. Яго кампаноўка заснавана на ІСО / МЭК 7812. Згодна E.118 лік можа складаць да 22 лічбаў, уключаючы адну кантрольную лічбу, вылічэнні з выкарыстаннем алгарытму Месяц. Аднак Фаза 1 GSM вызначыла даўжыню ICCID як 10 актэтаў (20 лічбаў) з канкрэтнай структурай аператара.

Міжнародная ідэнтыфікацыя мабільнага абанента (IMSI)

SIM-карты ідэнтыфікуюцца ў індывідуальных сетках аператараў з дапамогай унікальнай міжнароднай ідэнтыфікацыі мабільнага абанента (IMSI). Аператары мабільнай сеткі падключаюцца да мабільных тэлефонных званках і абменьваюцца сваімі SIM-картамі на рынку з выкарыстаннем сваіх IMSI. Іх фармат наступны.

Першыя тры лічбы ўяўляюць мабільны код краіны (MCC).

Наступныя дзве ці тры лічбы ўяўляюць код мабільнай сеткі (MNC). Трохзначныя коды MNC дазволеныя E.212, але ў асноўным выкарыстоўваюцца ў Злучаных Штатах і Канадзе.

Наступныя лічбы ўяўляюць сабой ідэнтыфікацыйны нумар мабільнага абанента (MSIN). Звычайна гэта 10 лічбаў, але значэнне будзе менш у выпадку трохзнакавага MNC або калі нацыянальныя правілы паказваюць, што агульная даўжыня IMSI павінна быць менш 15 лічбаў. Усе гэтыя лічбы адрозніваюцца ад краіны да краіны, таму могуць назірацца адрозненні ў тым, як уладкованая сім-карта. Схема ж з'яўляецца стандартнай і завадскі, розніца назіраецца толькі ў запісанай інфармацыі.

Ключ аўтэнтыфікацыі (Ki)

Kni - гэта 128-бітнае значэнне, якое выкарыстоўваецца для аўтэнтыфікацыі SIM-карт у мабільнай сеткі GSM (для сеткі USIM вам усё роўна патрэбен Ki, але патрабуюцца іншыя параметры). На кожнай SIM-карце захоўваецца ўнікальны Ki, прысвоены ёй аператарам падчас працэсу персаналізацыі. Гэты параметр таксама захоўваецца ў базе дадзеных (звычайна называецца цэнтрам аўтэнтыфікацыі, або AuC) у сетцы аператара сувязі.

Як уладкованая сім-карта з улікам вышэйпададзенага? Распрацаваная яна такім чынам, каб не дапускаць атрымання Ki з дапамогай інтэрфейсу смарт-карты. Замест гэтага SIM-карта прадастаўляе функцыю «Запусціць GSM-алгарытм», якая дазваляе тэлефоне перадаваць дадзеныя на «сімку», якая павінна быць падпісана з Ki. Гэта па ідэі робіць выкарыстанне сім-карты абавязковым, калі Ki не можа быць вынята з SIM-карты ці аператар жадае раскрыць гэты параметр. На практыцы крыптаграфічны алгарытм GSM для вылічэнні SRES_2 (гл. Крок 4 ніжэй) з Ki мае пэўныя ўразлівасці, якія могуць дазволіць выманне гэтага значэння з «сімкі» і стварэнне дубляванай SIM-карты.

працэс аўтэнтыфікацыі

Калі мабільнае абсталяванне запускаецца, яно атрымлівае ідэнтыфікатар міжнароднага мабільнага абанента (IMSI) з SIM-карты і перадае яго аператару мабільнай сувязі, запытваючы доступ і аўтэнтыфікацыю. Мабільнае абсталяванне можа перадаць PIN-код на сім-карту перш, чым яна адкрые гэтую інфармацыю.

Ідэнтыфікацыя вобласці месцазнаходжаньня

SIM захоўвае інфармацыю аб стане сеткі, якая прымаецца з ідэнтыфікатара галіне размяшчэння (LAI). Сеткі аператараў дзеляцца на раёны размяшчэння, кожны з якіх мае унікальны нумар LAI. Калі прылада змяняе месцазнаходжанне, яно захоўвае новы LAI на SIM-карце і адпраўляе яго назад у аператарскую сетку з новым месцазнаходжаннем. Калі прылада працуе цыклічна, яно будзе здабываць дадзеныя з «сімкі» і выконваць пошук папярэдняга LAI. На гэтай асаблівасці працуюць і некаторыя падслухоўваюць прылады з сім-картай.

SMS-паведамленні і кантакты

Большасць SIM-карт будуць па змаўчанні захоўваць некаторую колькасць SMS-паведамленняў і кантактаў тэлефоннай кнігі. Кантакты захоўваюцца ў простых парах «імя і нумар»: запісы, якія змяшчаюць некалькі тэлефонных нумароў і дадатковых тэлефонных нумароў, звычайна не захоўваюцца на ёй. Такія ўмовы забяспечвае прылада сім-карты. Кантакты могуць быць захаваны вельмі абмежавана. Напрыклад, калі карыстальнік спрабуе скапіяваць такія запісы на «сімку», праграмнае забеспячэнне тэлефона разбівае іх на некалькі запісаў, адкідаючы любую інфармацыю, якая не з'яўляецца нумарам тэлефона.

Колькасць захоўваюцца кантактаў і паведамленняў залежыць ад SIM-карты. Раннія мадэлі будуць захоўваць ўсяго пяць паведамленняў і 20 кантактаў, у той час як сучасныя сім-карты звычайна могуць захоўваць больш за 250 пазіцый.

Сім-карта: прылада і фарматы

З гадамі развіцця SIM-карты сталі менш, а іх функцыянальнасць не залежыць ад фармату. За поўнапамернай «сімкі» рушылі ўслед міні-SIM, micro-SIM і nano-SIM. Сёння яны нават бываюць ўбудаваны ў прылады.

Поўнапамерная SIM-карта

Поўнапамерная сім-карта (або 1FF, 1-й формаў-фактар) стала першым формаў-фактарам. Яна мае памер крэдытнай карты (85,60 × 53,98 × 0,76 мм). Пазней меншыя «сімкі» часта прадаваліся убудаванымі ў поўнапамерную карту, з якой іх можна выпхнуць.

Mini-SIM

Карта mini-SIM (або 2FF) мае такое ж кантактнае прылада, што і поўнапамерная сім-карта, і звычайна пастаўляецца ў поўнапамерным адапторе, прымацаванай да яго злучальнымі элементамі. Гэтая схема дазваляе выкарыстоўваць яе і ў прыладзе, патрабавальным поўнапамернай карты, і ў апараце, патрабавальным міні-SIM-карту (пасля разрыву злучальных элементаў). Паколькі поўнапамерная «сімка» больш не выкарыстоўваецца, некаторыя пастаўшчыкі называюць гэты формаў-фактар стандартнай або звычайнай SIM-картай.

Micro-SIM

Карта micro-SIM (або 3FF) мае аналагічную таўшчыню і размяшчэнне кантактаў, але яе адрознівае паменшаная даўжыня і шырыня.

Фармат мікра-SIM быў прадстаўлены Еўрапейскім інстытутам стандартаў тэлекамунікацый (ETSI) для ўстаноўкі ў прыладах, занадта маленькіх для міні-SIM-карты. Формаў-фактар быў згаданы ў працоўнай групе 3GPP SMG9 UMTS, якая з'яўляецца органам, які ўстанаўлівае стандарты для SIM-карт GSM, у снежні 1998 года, і пасля узгоднены ў канцы 2003 года.

Мікра-SIM была распрацавана для зваротнай сумяшчальнасці. Асноўнай праблемай была кантактная вобласць чыпа. Захаванне адной і той жа вобласці кантакту дазваляе мікра-SIM быць сумяшчальнай з папярэднімі, больш буйнымі счытвальнікамі SIM-карт за кошт выкарыстання пластыкавых выразаў. Прылада была таксама распрацавана для працы на той жа хуткасці (5 Мгц), што і папярэдняя версія. Аднолькавыя памеры і становішча кантактаў прывялі да шматлікіх навучальных дапаможнікаў і відэаролікам YouTube з падрабязнымі інструкцыямі, як абрэзаць міні-SIM-карту на памер micro-SIM. Аднак такія дзеянні ў хатніх умовах часам прыводзяць да таго, што ў выніку сім-карта не адпавядае прыладзе або зусім прыходзіць у непрыдатнасць.

Nano-SIM

Карта nano-SIM (або 4FF) была прадстаўлена 11 кастрычніка 2012 года, калі пастаўшчыкі мабільных паслуг у розных краінах пачалі пастаўляць яе для тэлефонаў, якія падтрымліваюць такі фармат. Нана-SIM мае памеры 12,3 × 8,8 × 0,67 мм і памяншае папярэдні фармат да вобласці кантакту, захоўваючы пры гэтым існуючыя функцыі. Невялікі ободок ізаляцыйнага матэрыялу застаецца вакол кантактнай вобласці, каб пазбегнуць кароткіх замыканняў. Нана-SIM мае таўшчыню 0,67 мм у параўнанні з 0,76 мм яе папярэднікаў. Карты 4FF могуць быць змешчаны ў адаптары для выкарыстання з прыладамі, прызначанымі для SIM-карт 2FF або 3FF, і для гэтага зроблены больш тонкімі, але многія тэлефонныя кампаніі не рэкамендуюць гэта.

IPhone 5, выпушчаны ў верасні 2012 года, стаў першай прыладай, якія выкарыстоўваюць актываваныя сім-карты nano, за якім рушылі ўслед іншыя тэлефоны.

Якое мае быць новае пакаленне сім-карт называецца eSIM або eSIM (embeddedSIM), якое з'яўляецца незаменяемым убудаваным чыпам ў SON-8 корпусе - паяннем непасрэдна на мантажнай плаце. Яно будзе мець магчымасці M2M і аддаленага доступу да SIM-карце.