Что такое сим кратко

Обновлено: 05.07.2024

SIM-карта (англ. Subscriber Identification Module — модуль идентификации абонента) — идентификационный модуль абонента, применяемый в мобильной связи.

SIM-карты применяются в сетях GSM. Другие современные сотовые сети обычно также применяют другие модули идентификации, обычно внешне схожие с SIM и выполняющие аналогичные функции — USIM в сетях UMTS, R-UIM в сетях CDMA и пр.

Содержание

История

В сетях 1G идентификацию абонента в сети проводили по заводскому номеру сотового телефона — ESN (Electronic Serial Number). Таким образом, как сотовый телефон, так и абонент идентифицировались единым кодом. Такой подход порождал полную зависимость номера абонента и пакета предоставляемых ему услуг от конкретного экземпляра телефона. Поменяв сотовый телефон (включая случаи поломки и кражи телефона), абонент был вынужден обращаться в офис оператора для того, чтобы телефон перепрограммировали и его серийный номер внесли в базу данных оператора, что некоторые операторы делали платно.

Очевидно, что более удобна идентификация абонента, независимая от телефона. В стандарте GSM было предложено разделить идентификацию абонента (с помощью SIM-карты) и оборудования [для этого используется IMEI (International Mobile Equipment Identifier — Международный идентификатор мобильного оборудования)].

Стандарты

GSM SIM-карта является разновидностью обычной ISO 7816 смарткарты. Стандарт на специфические особенности карты для GSM SIM устанавливает Европейский институт телекоммуникационных стандартов, документы GSM 11.11, GSM 11.14 и GSM 11.19. Современные карты имеют возможность исполнения приложений на карте, в связи с чем поддерживают функциональность JavaCard.

В связи с попытками интегрировать RFID технологии в сотовые телефоны SIM-карты предлагают оснащать также вторым физическим интерфейсом Single Wire Protocol для прямой связи с микросхемой физического уровня NFC.

Функции и характеристики

Основная функция SIM-карты — хранение идентификационной информации об аккаунте, что позволяет абоненту легко и быстро менять сотовые аппараты, не меняя при этом свой аккаунт, а просто переставив свою SIM-карту в другой телефон. Для этого SIM-карта включает в себя микропроцессор с ПО и данные с ключами идентификации карты (IMSI, Ki и т. д.), записываемые в карту на этапе её производства, используемые на этапе идентификации карты (и абонента) сетью GSM.

SIM-карта содержит микросхему памяти, поддерживающую шифрование. Существуют карты различных стандартов, с различным размером памяти и разной функциональностью. Есть карты, на которые при производстве устанавливаются дополнительные приложения (апплеты), такие как SIM-меню, клиенты телебанка, и т. д.

На самой карте телефонный номер абонента (MSISDN) в явном виде не хранится, он присваивается сетевым оборудованием оператора при регистрации SIM-карты в сети на основании её IMSI. По стандарту при регистрации одной SIM-карты в сети оператор может присвоить ей несколько телефонных номеров. Однако эта возможность требует соответствующей поддержки инфраструктурой оператора (и соответствующих затрат с его стороны), поэтому чаще всего не применяется.

При утрате SIM-карты абонент должен поставить в известность оператора, утерянная карта блокируется, и абоненту выдается новая карта (платно или бесплатно, в зависимости от условий оператора). Номер телефона, баланс и все подключенные услуги при этом остаются неизменными, но все абонентские данные, хранившиеся на SIM-карте, не подлежат восстановлению.

SIM-карта устанавливается в SIM-держатель сотового телефона, который в современных сотовых телефонах обычно располагается под аккумуляторной батареей. Расположение SIM-держателя под аккумулятором не позволяет устанавливать/извлекать SIM-карту при включенном питании телефона, потому что это может привести к повреждению карты.

Размеры SIM-карт

Полноразмерная SIM-карта (86×54x0,84 мм) — устаревший стандарт, использовался в первых сотовых телефонах (размером с кредитную карту);
Mini-SIM-карта (25×15x0,76 мм) — широко используется сейчас в GSM-телефонах и в большинстве телефонов с 3G; -карта (15×12x0,76 мм) — используется в новых моделях с 3G ( Apple iPad и в iPhone 4, Nokia N9, всех моделях линейки Nokia Lumia, LG U880, Samsung Galaxy S III и некоторых других)
Nano-SIM-карта — Существует 3 версии Nano-SIM:
1. (12×9 мм) Разработана компанией en:Giesecke & Devrient при участии Apple. Толщина снижена примерно на 15% по сравнению другими. Обратная совместимость осуществляется при помощи адаптера.
2. (10x8) Вариант Nano-SIM предложенный компанией Nokia, которая представляет собой нечто похожее на SD-карту. Плюс в том, что карта не требует специального поддона, а следовательно остается больше пространства в самом устройстве, которое можно использовать, например для увеличения размера батареи. К большому сожалению, эту карту можно будет использовать только в новых устройствах со специальным выходом.
3. (11x9) Nano-SIM, предложенная RIM. Аналогична с Nano-SIM компании Nokia, отличающаяся только размером.

Стандартизация формата Nano SIM должна быть закончена Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI) до конца 2011 года, а первые телефоны с соответствующими разъёмами дожны появиться в продаже в 2012. На 5.06.2012 утверждены размеры Nano-SIM: длина - 12,3 мм, ширина — 8,8 мм, а толщина — 0,67 мм. Официальный стандарт nano-SIM будет иметь полную совместимость с предыдущими вариантами. По существу, новая сим-карта является такой же, как и micro-sim, только с убранными пластиковыми краями. При принятии решения эксперты посчитали, что предложение от Apple наиболее удобное и простое [1] .

Виртуальная SIM-карта — заявка на патент подана компанией Apple.

Micro-SIM

Micro-SIM — обновлённая и миниатюрная альтернатива SIM-карты для идентификации абонентов на мобильных устройствах. Физический размер карты составляет 12 х 15 мм. Micro-SIM меньше чем mini-SIM, используемая в мобильных устройствах, однако контактная пластина и интерфейс обмена у них, как правило, идентичны. Поэтому в большинстве случаев можно получить micro-SIM из mini-SIM путём обрезки пластикового корпуса [2] .

Мультисим-карты

PIN-код

При выпуске SIM-карты ей присваивается четырёхзначный цифровой PIN-код, который записывается на карту, а также передается абоненту вместе с картой. PIN-код запрашивается телефоном при каждом включении для того, чтобы получить доступ к данным на SIM-карте. Обычно SIM-карта позволяет отключить проверку PIN-кода при включении телефона. После этого все функции SIM-карты становятся доступными сразу после включения и загрузки телефона.

Если PIN-код три раза подряд введён неправильно, карта блокируется и может быть разблокирована только при помощи введения персонального разблокировочного кода PUK1, который также передается абоненту вместе с картой. Если PUK-код не удается ввести правильно за десять попыток, то SIM-карта блокируется полностью и требуется её замена.

Если SIM-карта не установлена в телефон, или если не введен правильный PIN-код, то телефон не может совершать никакие звонки в сотовой сети, за исключением вызова экстренных служб (номер 112 или 911). Все остальные функции у большинства телефонов при этом обычно блокируются (это не касается смартфонов и коммуникаторов).

ICCID

ICCID — (англ. Integrated Circuit Card Id ). Обычно именно этот код печатается на SIM-карте. ICCID определяется в соответствии со стандартом ITU-T E.118 [4] . В соответствии с этим стандартом длина ICCID — 19 цифр:

2 цифры — Major Industry Identifier (идентификатор индустрии, по ISO/IEC 7812-1), для SIM-карт всегда 89;
1-3 цифры — телефонный код страны (по E.164), 7 для России, 380 для Украины и т. д.;
2-4 цифры — код эмитента (общая суммарная длина этого и предыдущего полей не может превышать 5 цифр.);
11 цифр — определяются оператором при производстве карты по внутренним правилам;
1 цифра (последняя) — контрольная цифра, вычисленная по алгоритму Луна.

Первые 7 цифр ICC ID в общем имеют название Issuer Identification Number (идентификационный номер эмитента), и выдаются ITU каждому оператору связи, который планирует выпуск SIM-карт.

SIM Tool Kit

На современных SIM-картах могут быть предустановлены приложения, предоставляемые оператором. Для использования приложений на SIM-карте телефон должен поддерживать стандарт SIM Tool Kit (STK). Приложения на SIM-карте при помощи STK могут использовать различные функции сотового телефона, в том числе пользовательский интерфейс, модуль связи, и т. д., что позволяет реализовать достаточно широкий набор функциональности. Приложения STK находятся под полным контролем оператора и считаются наиболее безопасными, так как могут использовать встроенный в карту модуль шифрования, что делает их чрезвычайно привлекательными для реализации финансовых сервисов, таких как телебанк или аутентификация платежей. Существует также возможность загрузки и обновления этих приложений оператором непосредственно при помощи сотовой сети. Минус таких приложений состоит в том, что для их использования требуется выпуск карты, поддерживающей SIM Tool Kit с достаточным объемом памяти и передача ее абоненту, что достаточно сложно с организационной точки зрения.

В закладки

Как производят СИМ-карты? Что хранится на них, как это копируют (легально и не очень) и какие есть способы защититься от кражи данных через SIM-карту?

Начнём с главного. Что такое СИМ-карта?

SIM-карта имеет постоянную (энергонезависимую) и оперативную память. Также есть модуль аппаратного шифрования и аппаратный генератор случайных чисел.

Процессор SIM-карты работает на частоте до 10 МГц. Постоянная память делится на области: примерно 60% занимают данные оператора, 20% – операционная система, остальное – данные пользователя.

Как производятся SIM-карты?

Всё начинается с производства чипов. Среди самых известных производителей – Samsung, ST Microelectronics, Infinion.

Затем чипы помещают на контактные площадки – выполняют сборку. Получается такая лента:

После этого модули извлекают из лент и крепят на пластиковую основу. После этого на каждый модуль загружают операционную систему и приложения.

Финальный шаг – прошивка уникальных данных для каждой карты. Это ICCID и PIN-коды, ключи, идентификаторы и др.

Какие бывают SIM-карты

Стандартная (большая) SIM-карта – это на самом деле MiniSIM. Её размеры – 15х25 мм. Стандарт утвердили в 1996 году. Такие карты поддерживают 2G и 3G, с 4G/LTE не работают.

До этого SIM-карты были гигантскими – 85,6х53,98 мм. Как кредитные карты. Появились они в 1991 году.

Третье поколение, MicroSIM, представили в 2003 году. Распространением карт размером 12х15 мм мы обязаны Apple и iPhone 4.

Но и это оказалось много. В 2012 году запустили nanoSIM размером 8,8х12,3 мм. Они, кстати, тоньше других карт – 0,67 мм против 0,76 мм.

И это также заслуга Apple: убрав края MicroSIM, компания предложила самый удобный вариант, совместимый с предыдущими поколениями. Собственно, впервые nanoSIM массово использовали в iPhone 5.

Почему SIM-карта не ломается, если её обрезать?

Потому что обрезаете вы пластик, а чип и контактная площадка остаются на месте.

Обычно SIM-карты обрезают специальным резаком, похожим на степлер. Если криво положить в него карту, можно задеть контакты или чип.

Проще взять в салоне оператора новую симку нужного размера со старым номером. Только паспорт или доверенность не забудьте.

Цена замены зависит от оператора. У Билайна это стоит 30 рублей, у Мегафона бесплатно, у Tele2 тоже, как и у МТС.

Что такое eSIM

Это чип (embedded SIM – встроенная SIM), который установлен внутри смартфона или другого устройства. На него можно записать ту же информацию, что и на обычную симку.

Чтобы подключить eSIM к сети оператора, нужно получить от него набор зашифрованных данных и сохранить их.

К тому же чтобы сменить оператора, в салон идти не нужно. Можно даже подключиться к нескольким операторам – сохранить разные профили со своими настройками.

О eSIM заговорили, когда Apple выпустила iPhone XS/XR/XS Max. До этого встроенные симки использовали в умных часах Samsung Gear S2 3G 2016 года и в Apple Watch 3/4. Получил поддержку eSIM и смартфон Google Pixel 2.

Проблема в том, что не все операторы поддерживают технологию. А в некоторых странах (включая РФ) eSIM вообще вне закона.

Во-первых, запись данных на eSIM приравнивается к копированию симки. Это мошенничество.

Во-вторых, с eSIM вы можете перейти к новому оператору, не уведомив прошлого. Это нарушение условий договора.

В общем, пока eSIM можно пользоваться только в отдельных странах. И далеко не у всех операторов.

Читайте в нашей другой статье все подробности о eSIM, а также про отличия eSIM от обычной симкарты.

Какие данные хранятся на SIM-карте?

SIM-карта хранит номера KI и IMSI, а также другую информацию. Выглядит это примерно так:

IMSI (International Mobile Subscriber Identity) – международный номер мобильного абонента. Он пересылается в сеть, но только при аутентификации. Когда это возможно, вместо IMSI смартфон посылает TMSI – сгенерированный на базе IMSI временный идентификатор.

Как преступники крадут данные с SIM-карты?

Чтобы получить данные с карты, используются SIM-сканеры или SIM-клонеры. Купить их можно за 150 рублей или даже дешевле.

Более-менее легальные сканеры не считывают KI, чтобы не позволить мошенникам клонировать SIM-карту и с её помощью взламывать аккаунты. Фактически процессор SIM-карты работает с KI непосредственно, и передавать идентификатор во внешнюю сеть не нужно.

KI хранится в области памяти, защищенной от чтения. Но если многократно запускать на сканере алгоритм A3 и вводить случайный пароль RAND, то криптографические методы анализа ответа SRES позволят вычислить KI. Занимает это менее минуты.

Впрочем, в SIM-картах есть своеобразный таймер самоуничтожения. После определенного количества запусков алгоритма А3 процессор SIM-карты перестает вычислять SRES и вообще реагировать за запросы.

Но криптометоды эффективно работают только со старыми версиями алгоритма A3 – COMP128v1. Операторы используют его крайне редко. COMP128v2 и COMP128v3 просто не позволят вычислить RAND-SRES и KI. По крайней мере, быстро и наверняка.

Так что если вы хотите купить сканер, который взламывает всё, или скачать программу, которая вытащит KI с любой карты, скорее всего, вас обманут. А в нагрузку ещё и троян вручат, чтобы получить ваши данные.

Проблема в том, что у мошенника есть доступ к базе данных оператора, он может получить набор ключей для большого количества SIM-карт. Если в распоряжении хакеров окажется таблица соответствий SIM-карт и KI, которые производитель передает оператору с очередной партией, данные также окажутся под угрозой.

Как клонируют SIM-карты?

Изначально SIM-карты клонировали, чтобы с одного смартфона пользоваться несколькими телефонными номерами. Данные карт объединяли в MultiSIM – карту с увеличенным объемом памяти. Доступ к следующему номеру можно было получить после имитации перезагрузки смартфона.

Позднее, когда банки и платежные сервисы стали привязывать аккаунты к мобильным номерам, клонированием заинтересовались мошенники. Когда клон заходил в сеть, оригинальная SIM-карта теряла связь.

Операторы пресекли эту схему. Чаще всего защита срабатывает, если SIM-карта заново регистрируется достаточно далеко от предыдущего места входа в сеть.

Вот здесь мы рассказывали, как угоняют SIM-карты и крадут деньги, запрашивая дубликат карты у оператора. Если сделать клон, возможности те же самые.

Как защищаются данные на SIM-картах?

По большому счету, SIM-карты защищены лишь PIN- и PUK-кодами. Специалисты по кибербезопасности рекомендуют постоянно держать активной защиту PIN-кодом и, естественно, менять традиционные четыре нуля в коде на что-то более сложное.

В остальном безопасность использования SIM-карт обеспечивают разработчики мобильных приложений – банковских и т.п.

К примеру, если вы замените SIM-карту, банковское приложение увидит, что телефонный номер у вас тот же, а IMSI-номер поменялся, и заблокирует получение кодов для подтверждения операций. Чтобы восстановить доступ, придется связаться со службой поддержки и подтвердить свою личность.

Правда, что SIM-карта может размагнититься?

Нет. Хотя операторы любят эту сказку.

Симка – это компьютер в миниатюре, печатная плата с контактами. У неё есть процессор, оперативная и постоянная память, вспомогательные элементы.

Но размагничиваться там нечему. Вы же не можете размагнитить процессор в компьютере или в смартфоне, правда? Попробуйте, конечно, а вдруг.

А вот повредить SIM-карту можно. Например, если погнуть или намочить и толком не высушить.

Теоретически карта может выйти из строя из-за статического напряжения. Если тереть её об синтетический костюм, например. Но зачем?

Наконец, у любого чипа памяти есть ресурс циклов перезаписи. В определенный момент ячейки памяти просто перестанут менять состояние.

Но всё это не связано с размагничиванием. Вообще никак.

Бонус-лайфхак: как установить SIM-карту и microSD в один слот

Умельцы нашли, как это обойти. Всё достаточно просто:

1. Стачиваете карту microSD напильником или наждаком, чтобы она стала потоньше.

2. Аккуратно нагреваете пластиковую часть nanoSIM феном и параллельно пинцетом отклеиваете чип.

3. Приклеиваете чип на карту со стороны контактов, осторожно отрезаете всё лишнее. Можно использовать клей по пластику или тонкий двусторонний скотч.

4. Вставляете комбинированную карту в лоток.

Процедура несложная, но с первого раза может не получиться. Потренируйтесь на старых картах, чтобы не испортить основные.

В закладки

Если кратко, то SIM-карта – это модуль связи, необходимый для полноценной работы мобильного телефона. Хотите узнать больше? Нет проблем.

Так давайте познакомимся с сим-картой поближе и узнаем, какую роль играет этот кусочек пластика в нашей жизни.

1. Что значит SIM?

2. Для чего в телефоне нужна SIM-карта?

SIM-карта требуется не для активации телефона – он прекрасно включается и без нее. Можете проверить сами: вытащите карточку и включите телефон. Операционная система загрузится, почти все функции будут доступны.

Первое, что бросится в глаза – это отсутствие сигнала сотовой сети. С помощью SIM-карты телефон поддерживает связь с сотовыми вышками, соответственно без нее услуги оператора будут недоступны.

В памяти сим-карты записаны данные о том, к какой сети телефон имеет право подключаться, номер абонента и доступный тип данных (3G, 4G или 5G). Извлекая сим-карту, вы лишаете телефон информации, которая требуется для подключения к сети. Вот поэтому сигнал и пропадает.

В тоже время некоторые виды беспроводной связи, например, Wi-Fi, не зависят от наличия карточки SIM. Хотя для голосовых вызовов по Wi-Fi она все-таки потребуется, так как передача данных в этом случае идет через оборудование сотового провайдера.

3. SIM-карты бывают разных размеров

Помимо стандартного форм-фактора (он же Mini SIM, 15 х 25 мм) есть еще Nano и Micro. Их физические габариты – 15 х 12 и 12,3 х 8,8 мм. От модели телефона зависит, какой из них будет поддерживаться. При покупке нового телефона обязательно поинтересуйтесь, какой слот в нем стоит. От этого зависит, сможете ли вы сразу поставить в новый телефон старую карточку или же придется прибегнуть к кое-каким манипуляциям.

Первые сим-карты выпускались в форм-факторе 85 х 54 мм, то есть величиной примерно с банковскую карточку. В современных устройствах такой формат не используется.

Сотовые операторы учитывают особенности смартфонов. К абоненту SIM-карта попадает в стандартном форм-факторе с надрезами под Nano и Micro. Подрежьте ее канцелярским ножом или маникюрными ножницами, и она легко войдет в соответствующий слот на телефоне.

4. Некоторые телефоны поддерживают сразу две SIM-карты

Смартфоны Dual SIM могут одновременно принимать сигнал на два абонентских модуля. Такое преимущество оценят люди, которые пользуются одним телефонным номером для личных контактов, а другим для рабочих.

Каждому контакту можно дозвониться с любой SIM-карты, просто при звонке телефон будет уточнять, какую именно карточку нужно задействовать.

Две симки на одном телефоне дают еще одно преимущество: если у одного оператора покрытие нестабильное или часто случаются сбои, на помощь придет запасной модуль связи от другого провайдера.

5. У SIM-карты есть встроенная память

На сим-карте присутствует небольшой объем памяти. Правда, там всего 265 КБ, так что задействовать ее в качестве резервного хранилища не получится.

Есть специальные приложения, которые позволяют оперировать памятью SIM-карты, просматривать и удалить неактуальные данные, чтобы не засорять ими новый телефон.

6. SIM-карта не привязывается к одному телефону

Связь между SIM-картой и телефоном не является неразрывной. В любой момент карточку можно вытащить и подключить к другому устройству – планшету, ноутбуку с 4G или мобильному модему.

Правда, может случиться так, что новое устройство потребует иного размера SIM-карты. В этом случае модуль придется подрезать самому или заказывать у оператора новый. Но это еще не самое плохое: гораздо хуже, когда новый телефон вообще отказывается воспринимать карточку от конкретного оператора.

7. Залоченные телефоны работают только с SIM-картами определенных операторов

За рубежом распространена практика привязывать телефоны к конкретному оператору связи. Такой телефон называется залоченным.

Он работает исключительно с SIM-картами какого-то одного провайдера. Обычно эта особенность является результатом партнерства сотового оператора с производителем. Часто залоченные модели продаются эксклюзивно в салонах связи, и вместе с их покупкой абоненты заключают обязательный контракт на услуги мобильного подключения. SIM-карты от других провайдеров в таких телефонах просто не работают.

Разлоченный телефон – прямая противоположность залоченному. Его производитель не имеет особых соглашений с провайдерами связи, поэтому в нем распознаются карточки любого оператора. Магазины мобильной техники и ремонтные мастерские в состоянии разблокировать телефон, чтобы он мог принимать все сим-карты, но обычно такой телефон стоит дороже.

8. SIM-карту домашнего региона можно использовать за границей (скорее всего это будет невыгодно)

Абонентам, которые собираются в поездку за границу, операторы предлагают услугу роуминга. Чтобы ваша SIM-карта могла работать за пределами родины, провайдер заключает контракт на использование сетевого оборудования, принадлежащего зарубежным компаниям. Таким образом, ваш сотовый номер будет действовать и за границей. Вы сможете принимать звонки, выходить в интернет и пользоваться прочими сетевыми услугами в полном объеме.

В целях экономии многие путешественники предпочитают покупать SIM-карты у местных операторов. При таком подходе денег на связь уходит примерно столько же, сколько и у местных жителей, то есть намного меньше, чем было бы в роуминге.

Если в смартфоне присутствует слот под вторую сим-карту, в ней можно оставить домашний абонентский модуль на случай, если кто-то позвонит на него.

Заключение

SIM-карта – предмет, знакомый каждому обладателю мобильного телефона. Если бы в далеком 1991 году разработчики GSM не приняли решение о новых принципах идентификации абонентов, мы бы не смогли сегодня выбирать удобные тарифы, легко менять телефоны, сохраняя выгодные условия связи, поддерживать коммуникацию с людьми из любой точки мира.

Со временем одной сим-карты стало мало. Сегодня многие пользователи заводят второй и даже третий абонентский модуль, чтобы разделять профессиональные и личные контакты. Для таких случаев производители придумали телефоны с несколькими слотами под SIM. Какие из них лучшие? Листайте ниже и узнаете.

В этой статье я постараюсь кратко рассказать что такое SIM-карта (и смарт-карты в общем), зачем она нужна и что у нее внутри.

На самом деле SIM-карта — это частный случай контактной смарт-карты с микропроцессором. По сути, представляет из себя достаточно защищенный микрокомпьютер с CPU, ROM (опционально), RAM и NVRAM (которая выступает в качестве аналога жесткого диска в PC), с аппаратными генераторами случайных чисел и аппаратной реализацией крипто-алгоритмов.

В некотором приближении архитектуру микропроцессорной смарт-карты можно представить так:

Немного о производстве

Для понимания последующего материала мне кажется правильным вкратце объяснить основные процессы при производстве карт.

1. Производство чипа

Исполнитель: Производитель чипов (silicon vendor).

Конечный продукт: пластина с чипами (wafer).

Чипы производятся несколькими компаниями, наиболее распространенные — Samsung, ST Microelectronics, Infinion, SST etc.

Обратная сторона модуля. Белый прямоугольник в центре — чип SIM-карты:

2. Сборка модулей

Исполнитель: производитель смарт-карт (card vendor) или сторонний завод по сборке модулей.

Конечный продукт: лента с модулями (чип + контактная площадка).

3. Производство карты

Исполнитель: card vendor.

Конечный продукт: SIM-карта.

Модули извлекаются из лент, крепятся на пластиковую основу карты, затем загружаются файловая система, приложения, затем идет персонализация карты — загрузка данных, уникальных для каждой карты (различные ID, ключи итд) и нанесение их на саму карту (например ICCID и PIN коды в случае с SIM-картами).

Типы карт

По типу используемой памяти в последнее время SIM-карты делятся на 2 группы: карты, в которых используется ROM и EEPROM, и карты, где используется Flash память.

В первом типе карт операционная система (ОС) и постоянно используемые и малоизменяемые приложения помещаются в ROM производителем чипа (первый этап производства). Цикл производства в этом случае очень долгий и промежуток между релизом ОС и отгрузкой первых чипов занимает 2-3 месяца. EEPROM используется производителем карт для загрузки файловой системы (ФС) и приложений.

В случае с Flash картой ОС, ФС и приложения хранятся на Flash памяти. Использование Flash позволяет загружать ОС в процессе сборки модулей или при производстве карты (этапы 2 и 3). На данный момент карты с использованием flash памяти практически вытеснили ROM с рынка SIM-карт. Flash чипы дешевле и позволяют достаточно легко вносить изменения в ОС. Также производителю карт проще планировать заказ чипов, так как не надо заказывать чипы с конкретными версиями ОС, а просто заказываются чипы с различным размером памяти, и нужная ОС загружается уже под конкретного заказчика — оператора. Так как прогноз по закупке чипов делается обычно только раз в год, это сильно упрощает планирование.

Java на картах

Native карты

ПО для native-карт пишется на С. Приложения (если таковые требуются производителем) обычно тесно интегрированы с ОС и загружаются одновременно с ОС на карту. Устанавливать какие-либо приложения, разработанные другой компанией, на native-карту нельзя. Дополнительную функциональность, затребованную оператором, зачастую приходится добавлять в код ОС. Размеры самой ОС из-за использования С и простоты ОС достаточно маленькие (для SIM карт порядка 10-20Кбайт). Поэтому native-карты на данный момент используются в low-cost сегменте, где оператор ничего не хочет на карте, кроме простого меню.

Javacard

В эпоху распространения языка Java компания Sun Microsystems написала спецификации javacard. Идея javacard была в том, чтобы сделать возможным установку приложений (апплетов) на карты различных производителей (и на различные чипы). В 1996 году подразделение смарт-карт корпорации Shlumberger (позже переименованное в Axalto, на данный момент Gemalto) представила первую javacard. Идея достаточно простая. Кроме ОС карта содержит виртуальную машину Java. Разработанное приложение компилируется в байткод и загружается на карту. Приложения в этом случае загружаются уже после загрузки ОС (в процессе производства карты), также, если карта содержит Remote Applet Manager, javacard апплет может быть установлен после выпуска карты посредством CMC.

Язык для разработки под javacard — это сильно урезанная Java. Урезана она намного сильнее, чем в J2ME. Из примитивов остались только boolean, byte, short и опционально поддерживается int (но практически не используется в угоду совместимости, так как поддерживается далеко не всеми производителями). Нет привычных классов типа String (вообще из java.lang перекочевали только Object , Throwable и несколько Exceptions ), нет мультипоточности, нет garbage collector'а. Минусы javacard, на мой взгляд, — это скорость работы и большие требования к памяти (как RAM, так и EEPROM/Flash). Java-карты более дороги вследствие использования более дорогих чипов и более сложной структуры ПО.

Приложения

В предыдущем тексте часто упоминались приложения, но человеку, не знакомому со смарт-картами, чаще всего непонятно, что за приложения могут быть на карте.

Во-первых, основная функциональность карты может быть вынесен в отдельное приложение. К примеру, может быть SIM applet, написанный на java, который реализует всю функциональность SIM. Может быть R-UIM приложение (R-UIM карты используются в CDMA сетях). Это может быть приложение Visa или Mastercard, превращающие смарт-карту в банковскую карту. По сути, при использовании java, в ОС можно оставить управление памятью, ввод-вывод и Java машину. При этом, если производителю надо произвести SIM-карты — загружается SIM апплет, если надо сделать Visa — загружается приложение Visa.

Во-вторых, существует класс приложений на картах — microbrowsers. Это интерпретаторы байткода для построения SIM-меню. Это не java байткод, а байткод, понятный установленному браузеру. Меню в этом случае чаще всего разрабатывается на xml-подобном языке разметки, конвертируется в байткод и загружается в браузер. На данный момент наиболее широкое распространение получили браузеры S@T от Simalliance и WIB от Smarttrust. Обе организации не разрабатывают браузеры, они пишут спецификации и сертифицируют браузеры, написаные по этим спецификациям.

В-третьих, это могут быть SIM меню, разработанные на java (без использования браузеров), либо просто какой-то фоновый апплет. К примеру, это может быть апплет, следящий за тем, какой телефон вы используете. Если вы вставили карту в новый телефон, то SIM посылает IMEI нового телефона оператору, а тот, в свою очередь, отправляет вам настройки wap/gprs для вашей модели.

Файловая система

На SIM-картах есть файловая система, так же как и на настольных компьютерах. Файлы бывают 2х типов — DF (Dedicated file — аналог папки) и EF (Elementary file — аналог обычного файла). Корневой DF файл называется MF (Master File).

В файловой системе SIM-карты хранятся секретные ключи, адресная книга, список последних СМС, название оператора, сети, предпочтительные в роуминге, сети, запрещенные к использованию, и т. д. Естественно, существуют уровни доступа к файлам. Ключи зачастую имеют NEVER в качестве доступа на чтение, что исключает возможность их прочитать извне.

Для чего это все нужно?

Ниже представлена процедура аутентификации в сети GSM и генерации ключа сессии Kc.

Эпилог

В этой статье я постарался достаточно сжато рассказать что же такое SIM-карты. Надеюсь у меня это получилось. Практически все описаное выше, за исключением процедуры аутентификации, отностится и к USIM-картам, используемым в 3G сетях (UMTS), и R-UIM картам (CDMA сети). Если есть какие-то комментарии или вопросы — пожалуйста пишите.

Мы пользуемся смартфоном каждый день, но мало кто задумывается, а как же работает и как устроена SIM-карта. SIM-карта это микрочип, позволяющий нам пользоваться сотовой связью и общаться в мобильной сети. Внутри SIM-карты есть процессор, оперативная и постоянная память, а также операционная система.

p, blockquote 1,0,0,0,0 -->

p, blockquote 2,0,0,0,0 -->

Краткая история появления сим-карты

Аббревиатура SIM — Subscriber Identity Module, с русского переводится, как модуль идентификации абонента. В сетях первого поколения идентификацию абонента в сети проводили по заводскому номеру сотового телефона, в то время сим-карт еще не существовало. Следовательно, у сотового телефона и абонента был единый идентификационный код. Была полная зависимость номера абонента и пакета предоставляемых ему услуг от конкретного экземпляра телефона. В случае поломки, потери или кражи телефона, абонент был вынужден обращаться в офис оператора, чтобы его телефон перепрошили и внесли его серийный номер в базу данных оператора, это было не так просто и стоило дорого.

p, blockquote 3,0,0,0,0 -->

p, blockquote 4,0,0,0,0 -->

Сим-карта это одна из разновидностей смарт-карт, которые применяются в банковских картах, кроме этого подобные карты вы встречали в отелях или на предприятиях, где они используются в качестве ключа.

p, blockquote 5,0,0,0,0 -->

Первую в мире SIM карту в 1991 году разработала немецкая компания Giesecke & Devrient , чтобы более просто и удобно идентифицировать абонента. В 1992 году они продали первый мобильный телефон GSM с sim картой это была Nokia 1101.

p, blockquote 6,0,0,0,0 -->

Первые SIM карты формой и размером напоминали банковскую карту, она полностью вставлялась в телефон. И по сей день SIM карты выпускают в форме банковской карты, а мы просто выламываем себе карточку нужного размера. Теоретически, можно поставить самую современную сим карту в самый древний телефон. Спустя 5 лет люди поняли, что симка может занимать меньшее пространство в телефоне.

p, blockquote 7,0,0,0,0 -->

В 1996 появилась карта Mini-SIM. Это была та самая симкарта, к виду которой мы привыкли: размеры 25 х1 5 мм. Она использовалась в GSM-телефонах и в большинстве гаджетов с 2G/3G, выпущенных в 2000-х и даже начале 2010-х годов.
В 2003 появилась Micro-SIM, которая уменьшилась в размерах – из-за того что убрали лишний пластик, чтобы занимать еще меньше места в телефоне.
Ближе к 2010-2011 производители подхватили идею и разъемы с Micro-SIM были у телефонов линейки Nokia Lumia, Samsung Galaxy S III, Sony Xperia, LG Nexus 5 и у других. Широкое распространение стандарт получил с выходом iPhone 4, в котором Apple впервые использовала Micro-SIM.
В октябре 2012 году Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI) был утверждён стандарт — Nano-SIM благодаря компании Apple. Ведь первыми устройствами с nano-SIM стали iPhone 5, которые вышли на месяц раньше — в сентябре 2012. Нано-симки стали еще меньше и тоньше. Чипы тоже подверглись изменениям: у нано-сим стало 6, а не 8 контактов. Но внешний вид особо не изменился, и был похож на Micro-SIM. Благодаря компании Apple, появилось огромное количество самых разных sim-карт любых размеров.

Впоследствии появились переходники и различные варианты по обрезке сим карты, не рекомендую обрезать sim карты самостоятельно, лучше не поленитесь и сходите в офис оператора связи, попросите заменить вашу симку на другой размер это совершенно бесплатно и вся процедура займет не более 10 минут.

p, blockquote 9,0,1,0,0 -->

p, blockquote 10,0,0,0,0 -->

Как производят сим карты

Крупнейший производитель сим карт в мире компания Gemalto со штаб-квартирой в Амстердаме и 15 тысячами сотрудников. Сейчас они работают над массовым производством симок для сети 5G.

p, blockquote 11,0,0,0,0 -->

Изготовление первых симок стоило больше $1 за штуку, сегодня они стоят в основном по несколько центов, но эта цена не включает дизайн, разработку, установку чипов в пластиковые карты и доставку.

p, blockquote 12,0,0,0,0 -->

Как происходит процесс разработки?

Первым делом производят чип. Среди самых известных производителей – Samsung, STMicroelectronics, Infineon.
Затем чипы помещают на контактные площадки – выполняют сборку. Получается лента.
После этого модули извлекают из лент и крепят на пластиковую основу.
Затем на каждый модуль загружают операционную систему и необходимые приложения.
Финальный шаг – прошивка уникальных данных для каждой карты. Это ICCID и PIN-коды, ключи, идентификаторы и тд.

Устройство SIM-карты

Сим-карта состоит из процессора с оперативной и постоянной памятью, есть модуль аппаратного генератора случайных чисел (ГСЧ) и модуль аппаратного шифрования.

p, blockquote 14,0,0,0,0 -->

p, blockquote 15,0,0,0,0 -->

Процессор

Питание в процессор подаётся от телефона и работает он на частотах от 5 до 10 МГц . Процессор занимает около 10% от площади самой карты, все остальное место занимает память.

p, blockquote 16,0,0,0,0 -->

Память

p, blockquote 17,0,0,0,0 -->

Самый важный сектор хранит в себе техническую информацию необходимую для идентификации абонента в сети оператора. IMSI International Mobile Subscriber Identity — это последовательность цифр, которая не только идентифицирует конкретную sim карту и ее пользователя, но и указывает, какой это оператор, из какой он страны. И дает понять сети, как работать с этим клиентом, какие услуги ему предоставлять и с каким номером телефона его регистрировать. Все эти данные хранятся в зашифрованном виде. Чтобы получить к ней доступ, нужно будет ввести PIN1 или PIN2.

p, blockquote 18,0,0,0,0 -->

Операционная система

У sim карты есть своя операционная система (ОС), как и у любого компьютера, она с micro программами хранится в отдельном разделе карты. Приложения в основном написаны на языке JavaScript служат для реализации дополнительных услуг предоставляемыми операторами.

p, blockquote 19,1,0,0,0 -->

Как работает сим карта

Уникальный ID (IMSI — международный идентификатор мобильного абонента) соединяет номер телефона с устройством. Когда кто-либо набирает ваш номер, звонок идет на ваш телефон.

p, blockquote 20,0,0,0,0 -->

Как вы уже знаете, внутри симкарты есть крошечный чип, микроконтроллер он сделан из силикона и покрыт золотом или другими металлами, чтобы лучше поддерживать связь с телефоном.

p, blockquote 21,0,0,0,0 -->

p, blockquote 22,0,0,0,0 -->

p, blockquote 23,0,0,0,0 -->

Может ли телефон работать без sim-карты

Телефон может работать без сим карты в качестве камеры или устройства для выхода в интернет через Wi-Fi, но вы не сможете звонить или писать sms. Плюс в том, что даже если вы серьезно повредили телефон, например разбили экран или погнули корпус вы все равно сможете сохранить свой номер и контакты всего-то и нужно что переставить симку.

p, blockquote 24,0,0,0,0 -->

Можно ли отследить местоположение с помощью sim-карты

Вы сможете найти телефон в случае потери или кражи, а еще это полезно если теряется ребенок или пожилой человек и так симка действительно может помочь установить ваше местоположение.

p, blockquote 25,0,0,0,0 -->

Но только тогда, когда вы вставляете sim-карту в телефон и включите устройство. Она начинает подключаться к мобильным вышкам, чтобы поймать сигнал. По мере движения, симка ловит ближайшие вышки, чтобы обеспечить лучший сигнал. У каждой вышки есть определенное место положение, когда телефонные компании или полиция использует алгоритмы для определения силы сигнала от той или иной вышки это помогает значительно сузить зону поиска.

p, blockquote 26,0,0,0,0 -->

Сервисы вроде поиск телефона для определения более точного местоположения использует еще и вай-фай конечно это сработает только если у вас на устройстве вай фай включен добавьте к этому информацию с gps и получатся точные данные о местонахождении любого устройства в реальном времени.

p, blockquote 27,0,0,0,0 -->

GPS поможет только в том случае, если у вас включен мобильный интернет, так что если хотите полной конфиденциальности выключите и его и вайфай и отследить вас только по симки будет сложной задачкой.

p, blockquote 28,0,0,0,0 -->

Как защищаются данные на SIM-картах?

p, blockquote 29,0,0,1,0 -->

В остальном безопасность использования SIM-карт обеспечивают разработчики мобильных приложений, банковских карт и т.п. К примеру, если вы замените SIM-карту, банковское приложение увидит, что телефонный номер у вас тот же, а IMSI-номер поменялся, и заблокирует получение кодов для подтверждения операций. Чтобы восстановить доступ, придется связаться со службой поддержки и подтвердить свою личность.

p, blockquote 30,0,0,0,0 -->

Будущее сим карты

Большой тройкой операторов уже выпускаются специальные sim-карты с NFC, позволяющие безопасно осуществлять платежи прямо с баланса мобильного телефона по бесконтактной связи. Чтобы получить такую сим карту нужно обратиться в салон связи оператора и изъявить желание приобрести сим-карту с поддержкой NFC.

p, blockquote 31,0,0,0,0 -->

Внедрение технологии eSIM или говоря по-русски встроенный модуль идентификации абонента. Это чип (embedded SIM – встроенная SIM), который установлен внутри смартфона или другого устройства. На него можно записать ту же информацию, что и на обычную симку.

p, blockquote 32,0,0,0,0 -->

p, blockquote 33,0,0,0,0 -->

p, blockquote 34,0,0,0,0 -->

eSIM будут работать с облачным хранилищем очень быстрым супер безопасным и удобным, а еще это будет беспроигрышная ситуация для производителей, меньше трат на распространение и установку, улучшенный дизайн и больше физического места на устройстве.

p, blockquote 35,0,0,0,0 -->

Несмотря на то, что в большинстве смартфонов мы все еще находим слот для Nano-SIM, крупные компании, включая Google и Apple, уже интегрировали eSIM в свои устройства. eSIM уже была интегрирована в Apple Watch 3 и Pixel 2 с Pixel 2XL.

p, blockquote 36,0,0,0,0 -->

Но вот операторы не спешат внедрять эту услугу. О eSIM заговорили, когда Apple выпустила iPhone XS/XR/XS Max. До этого встроенные симки использовали в умных часах Samsung Gear S2 3G 2016 года и в Apple Watch 3/4. Получил поддержку eSIM и смартфон Google Pixel 2.

p, blockquote 37,0,0,0,0 -->

Во-первых, запись данных на eSIM приравнивается к копированию симки. Это мошенничество.
Во-вторых, с eSIM вы можете перейти к новому оператору, не уведомив прошлого. Это нарушение условий договора.

В общем, пока eSIM можно пользоваться только в отдельных странах. И далеко не у всех операторов. Как Вы думаете, когда операторы внедрят технологию eSIM и внедрят ли вообще? Напишите в комментариях.

Читайте также: