Секреты связи: Часть 1 – вскрываем SIM-карту / Смартфоны

Эволюция сим-карт. что такое сим-карты и их основные типы – топномер.ру

SIM-карта (Subscriber Identification Module, модуль идентификации подписчика) — это идентификационный модуль абонента, применяемый в мобильной связи в сетях стандарта GSM. Этот стандарт впервые разделил идентификацию абонента при помощи СИМ-карты и идентификацию оборудования (до тех пор абонент идентифицировался в сети по заводскому номеру своего телефонного аппарата). 

Таким образом, на стандартной СИМ-карте хранится информация, необходимая для идентификации аккаунта абонента, что позволяет ему сохранять свой профиль и номер, меняя телефоны, переставляя одну и ту же СИМ-карту из одного в другой.

Помимо идентификационных ключей (IMSI, Ki и др.) на СИМ-карте до определенного времени хранилась телефонная книга абонента (объем — 250 номеров), список вызовов, и тексты СМС. В настоящее время эта информация заносится непосредственно в память телефона, хотя возможность сохранять номера и сообщения сохранилась, все больше пользователей отдают предпочтение современным способам хранения информации. Это позволяет в любой момент восстановить важные данные из облачного хранилища. Недоступно сохранять контакты и другие данные на цифровой eSIM — это самый современный тип сим-карты.

СИМ-карта по сути является микрокомпьютером, оснащенным процессором, постоянной и оперативной памятью, снабженной системой шифрования данных, файловой системой, контроллером ввода-вывода. СИМ-карта может обладать рядом программных функций: например, СИМ-меню, клиентом телебанка и различными иными приложениями.

В сетях других стандартов используются аналоги СИМ-карт: карта R-UIM для сетей CDMA и карта UICC (USIM/CSIM) — в сетях UMTS. Последние сегодня самые распространенные, поскольку позволяют использовать связь в стандартах 3G/4G LTE.

Первые полноразмерные СИМ-карты выпускались размером с банковскую пластиковую карту. В 1996 году на их основе появился формат Mini-SIM — обычная СИМ-карта, которая используется в большинстве выпущенных в 2000-е годы телефонов стандартов GSM и 3G. Карта Mini-SIM стала эталоном для многих поколений телефонов, планшетов, и 3G-модемов. Помимо информации для идентификации абонента и оператора связи, на ней предусмотрено место для хранения до 250 номеров в телефонной книге. Сегодня Mini-SIM это скорее размер карточки, а не стандарт, поскольку новые карты содержат более современный чип.

В 2003 году был предложен формат Micro-SIM, полностью сохранивший функциональность предыдущего типа СИМ-карты. Micro-SIM используется в большинстве моделей современных смартфонов (3G, 4G). Превратить Mini-СИМ в Micro-СИМ довольно просто — надо обрезать лишние части пластика Mini-СИМ по шаблону. И наоборот: при помощи лотка-адаптера Micro-SIM можно использовать в аппаратах, требующих карту формата Mini-SIM.

Формат Nano-SIM, предложенный компанией Apple, представляет собой только чипированную часть карты Micro-SIM без пластиковых краев. Карты этого формата на 12-15% тоньше ее, что усложнило адаптацию предыдущих типов карт под слот для Nano-СИМ. Этот тип СИМ-карты можно превратить в карты двух предшествующих форматов при помощи адаптера, а вот обрезать карту больше размера под нано можно только если она выпущена в последнее десятилетие. Однако стоит учитывать, что такие симки не поддерживают подключение к скоростному интернету 4G.

Впервые Nano-SIM были использованы в смартфонах Apple iPhone 5 (2022 год) и планшетах Apple iPad Mini. На чипе Nano-СИМ, в отличие от ее предшественниц, не 8, а только 6 контактов. Сейчас большинство современных смартфонов, планшетов, и других гаджетов, поддерживают именно такой формат.

Правильное название универсальной карты этого типа — UICC (Universal Integrated Circuit Card, расширенный стандарт микропроцессорной карты). USIM — это приложение, которое работает внутри UICC и используется для идентификации и обслуживания абонента в сети UMTS. 

СИМ-карта этого формата имеет ряд расширенных параметров и дополнительных настроек по сравнению со стандартной картой. UICC обладает бóльшим объемом памяти и позволяет выполнять несколько приложений одновременно, что расширяет функциональность телефона. 

Среди возможностей UICC-карты:

  • Поддержка работы в сетях стандартов GSM и UMTS/3G/4G;
  • Поддержка протокола IP;
  • Повышенный уровень защиты (специальные коды UPIN и UPUK);
  • Расширенный перечень пользовательских опций;
  • Телефонная книга большего объема (500 номеров);
  • Установка параметров используемой сети;
  • Совместима с технологией Near Field Communications (NFC), которая связывает мобильные устройства с платежными и бесконтактными системами.

Внешне UICC не отличаются от стандартной СИМ-карты, но несут специальную маркировку. Возможность работать с UICC-картой поддерживается не всеми телефонами, что стоит иметь в виду при покупке универсальной СИМ-карты или смене телефона с такой картой на новый.

Embedded SIM/Embedded UICC — новый стандарт СИМ-карт, официально одобренный ассоциацией GSMA в 2022 году, представляет собой несменяемый чип, который впаивается в аппаратную часть оснащенного им прибора. До 2022 года формат Embedded SIM использовался в основном для межмашинного взаимодействия (M2M): карты Embedded SIM встраивались в банкоматы и платежные системы, навигаторы GPS и ГЛОНАСС, охранные системы и «умные дома», вендинговые аппараты, телеметрические приборы и т.п. 

Пионерами в применении Embedded SIM в телефонах стали компании Apple и Samsung, а с 2022 года данный стандарт начал активно применяться и в других телефонах, поддерживающих стандарт GSM.

Технология передачи данных на Embedded SIM изначально была недостаточно безопасна: поскольку такие модули программируются «по воздуху», и обновления, как правило, устанавливаются автоматически, злоумышленник может принудительно внедрить в Embedded SIM вредоносный код. Кроме того, телефон с Embedded SIM становится послушным орудием в руках производителя, который может выбрать за абонента конкретного оператора связи, а тот, в свою очередь, может произвольно навязывать пользователю определенные тарифные планы и иные условия пользования своими услугами: из-за несменяемости встроенной СИМ-карты абонент окажется привязан к своему телефонному аппарату и конкретному оператору. Несмотря на это, стандарту Embedded SIM предсказывают большое будущее, особенно в роли канала коммуникации для «интернета вещей».

Возможности межмашинной коммуникации оценили, в частности, некоторые производители автомобилей. Контракт на установку eSIM с доступом в сети LTE в некоторые свои машины уже заключила Audi, также заявили о своих намерениях использовать Embedded SIM компании Ford, GM и Toyota.

Одними из первых коммерческих устройств со встроенными симками стали гаджеты от лидеров мобильного рынка — Samsung и Apple. Однако подход в реализации нового подхода изначально имел существенные отличия.

Apple SIM — это физическая “болванка”, позволяющая использовать услуги разных сотовых операторов. Она имеет более совершенную технологию защиты, и пользователь уже может не переживать по поводу доступа к информации и взлома извне.

Samsung сделали ставку на формат e-SIM, утвержденный Ассоциацией GSM. Первым гаджетом компании с такой картой стали умные часы Samsung Gear S2 Classic. 

Теперь и в России возможности использовать полноценно такую симку появились — у всех отечественных операторов поддерживается данная технология. Также и производители выпускают все больше устройств с eSIM, и все новые флагманские модели устройств поддерживают данный формат — Apple, Samsung, Huawei. 

Отличие e-SIM в том, что в отличие от обычной встроенной симки, она не имеет физического носителя “болванки”, который можно извлечь из устройства, а вся информация записывается и хранится непосредственно в самом устройстве. Оператор предоставляет абоненту профиль сим-карты, который загружается в устройство в ручном режиме или при сканировании QR-кода. По прогнозам, широкое распространение такой формат сим может получить в текущем десятилетии.

Модуль в виде СИМ-карты, на который можно записать идентификационную информацию, клонированную с нескольких разных СИМ-карт (до 16 штук). Мультисим-карта по размерам идентична обычной СИМ-карте. Переключение между разными номерами можно осуществлять с помощью СИМ-меню или вручную при перезагрузке телефона. Функционально мультисим-карта отличается от телефона с двумя СИМ-картами (Dual SIM) тем, что в конкретный момент активным может быть только один из записанных номеров.

Преимущества мультисим-карты:

  • Возможность использовать один телефон для звонков с разных номеров, не меняя при этом СИМ-карты;
  • Возможность дублировать телефонную книгу и хранить ее запасную копию на другой СИМ-карте;
  • Мультисим-карта удобна для путешественников и пользователей, часто совершающих деловые поездки в другие страны, чтобы пользоваться услугами местных операторов и экономить средства;
  • При помощи мультисим-карты можно активировать iPhone.

Особую популярность мультисим получили до массового появления телефонов с поддержкой нескольких симок. В основном производители устройств предлагают модели с поддержкой двух карточек, но ряд китайских вендоров в свое время выпускали гаджеты с поддержкой трех, и даже четырех симок.

Сегодня также можно приобрести мульти-сим карты, но задача для пользователя осложнилась тем, что современные симки сотовых операторов получили дополнительные степени защиты, в том числе, от клонирования. Тем же кто решается клонировать свою карточку, необходимо соблюдать определенные ограничения. Так, необходимо следить за одновременным использование клона, и оригинальной сим. При одновременной регистрации в сети обеих карточек происходит блокировка.

Отметим, что решить проблему использования нескольких симок разных сотовых операторов сможет новый стандарт встроенной e-SIM. Она позволит абоненту легально использовать на одном устройстве услуги нескольких операторов, и даже разных стран. Одновременно записать на встроенную симку можно до пяти номеров.

Специальная СИМ-карта повышенной прочности и износостойкости. Защищенная СИМ-карта сделана из особого влаго- и термостойкого пластика, который выдерживает температуры −40 до 105 °С, сохраняя при этом работоспособность, а контактная группа покрыта специальным лаком, предотвращающим коррозию и снижающим физическое и химическое воздействие на металл контактов. Также у карт такого типа повышенный срок службы — на протяжении 13 лет при температуре 25 °С записанные данные гарантированно останутся в сохранности.

Как правило, такая высокотехнологичная разработка редко используется физическими лицами: изначально она предназначена для межмашинной коммуникации и использованию в специальных приборах, типа GPS/ГЛОНАСС трекеров или систем охраны. Защищенная СИМ-карта может быть полезна абонентам, проживающим в суровых погодных условиях Севера или южных районов и специалистам, чья работа связана с воздействием агрессивных сред, перепадами температур, вибрацией и прочими условиями повышенной опасности.

Читайте про операторов:  Как оформить сим карту в турции, блог на Profit Real Estate

Почему sim-карта?

История возникновения любого устройства тесно связана с вопросом – «Почему»? Говорят, что если ребенок задает его в 2 года, то из него вырастает гений. Если заветное слово произнесено в пять лет, то перед нами простой индивидуум. Становится мучительно больно, когда задумываешься, в каком возрасте мы задаемся этим вопросом. Итак, четко ответив, почему была создана SIM-карта, мы смоем позор временной задержки возникновения этого вопроса.

Любой сотовый телефон должен однозначно идентифицироваться сетью оператора. Прежде всего, это необходимо делать для снятия с него денег за предоставленные услуги. Кроме того, идентификация служит ключом к предоставлению всех услуг. Во время подключения к сети трубка получает уникальное обозначение, которое заносится в специальный реестр.

Вопрос с присвоением кода каждому телефону на первых порах решался очень просто. Оператор использовал уникальный Electronic Serial Number (ESN) – заводской номер аппарата. Скорее всего, это произошло по аналогии с автомобильной промышленностью. Не секрет, что ранее во многих странах номерной знак машине присваивался на заводе и сопровождал автомобиль всю его жизнь (не путайте с номером кузова или VIN-номером).

Такой подход вполне оправдан, даже не смотря на очевидные проблемы, которые связны с необходимыми договорами о форматах и общих базах данных.

Итак, первые телефоны находились в сети под своим Electronic Serial Number (ESN). Проблемы появились очень скоро.

На рынок стали выходить все новые производители сотовых телефонов и оборудования для мобильных сетей. Надо заметить, что теплыми взаимоотношениями между собой, как любые нормальные конкуренты в условиях динамично развивающегося рынка, они не отличались.

Поэтому договариваться о единых форматах Electronic Serial Number (ESN) стало почти невозможно. Разумеется, через некоторое время этот хаос был бы упорядочен. Однако гром, который ударил со стороны пользователей, не дал развития этому сценарию. Дело в том, что в те времена посещение оператора сотовой связи для приписки к нему и других формальных манипуляций становилось тяжелой обязанностью абонента.

Сотовая связь, которая выглядела и преподносилась ростком свободы, предстала в виде тяжелого бремя. Одним словом, определенную аудиторию Electronic Serial Number (ESN) не устроил в корне. Все силы были брошены на поиски альтернативных путей. Они были найдены.

Справедливости ради замечу, что и сейчас ряд сетей в мире использует Electronic Serial Number (ESN) для идентификации абонента, но видимых перспектив в этом направлении нет и такой подход обречен на вымирание.

Итак, с обозначенной проблемой справились очень интересно.

Было решено разделить идентификацию сотового телефона и абонента. Изначально это выглядело крайне привлекательно. Со временем появились недочеты, о которых скажем позже. Итак, GSM стандарт наложил на производителей сотовых телефонов обязательство – каждая трубка должна иметь 15-значный уникальный номер IMEI (International Mobile Equipment Identifier).

Существуют специальные службы, которые следят и распределяют диапазоны чисел для компаний разработчиков. Если вы хорошо знакомы с компьютерным делом, то перед вами аналог MAC-адреса сетевой карты. Итак, сотовая трубка опознается оператором по IMEI коду.

А вот абонент разделяется с сотовым телефоном. Для его идентификации служит SIM-карта. Это устройство становится неотъемлемым спутником всех ваших переговоров (кроме вызова экстренных служб по номеру 112, который осуществляется даже без SIM карты). Изначально к этому устройству выдвигались следующие требования:

  • отдельный модуль;
  • встроенная память и процессор для выполнения команд;
  • возможность программирования;
  • законченный товар

.

Все эти условия были выполнены и на рынок попал один из самых популярных в наши дни микрокомпьютеров.

Этапы развития sim-карты

Временной этап

Эволюция SIM-карты

Память SIM-карты и напряжение питания

Функции SIM-карты

1991 –1993 годы

8 Кбайт, 5,5 Вольт

входящие и исходящие звонки, переадресация вызова, запрет вызова, ожидание вызова, блокировка карточки, выбор сети PLMN (ф-ция роуминга), SMS (только прием), ускоренный набор номеров, отправка и прием факсимильных сообщений, запрет работы в сетях без роумингового соглашения – FPLMN.

1994-1997 годы

8 Кбайт; 5,5 и 3,3 Вольта

Поддержка всех функций предыдущего окна плюс дополнительные – PIN2 (защита полей данных), фиксированный набор номеров, SMS (добавлена возможность отправки), статус SMS, автонабор последнего номера, выбор языка меню, персонализация сообщений, поддержка нескольких номеров (голосовая, цифровая, факсимильная связь), повтор последнего набранного номера, длинные номера (более 20 цифр), отображение провайдера услуг, АОН, антиАОН, групповой вызов, создание закрытой группы до 10 абонентов, голосовые сообщения.

1997 год и до настоящего времени

16 Кбайт, 64 Кбайт, 3,3 Вольта; 1,8 Вольта

Находится в стадии формирования. Добавлено более 50 новых функций. Среди них (наиболее интересные и перспективные) – SIM Application Toolkit, Enhanced Full Rate, а также взаимодействие GSM и DECT. Поддержка Java.

Прослеживается одна простая закономерность – SIM карта становится более технологичным решением. Объем памяти растет вслед за набором функций. Что ждет нас в будущем? Прежде всего, возможен скачек в расширении памяти SIM-карты. Разработчики и инженеры уже не раз сообщали, что они готовы представить на рынок 1 Мб SIM-карты.

Однако этого не происходит. В чем причина? Новые SIM-карты стоят больше и за них кому-то придется платить. Никто не станет этого делать, если не увидит очевидной выгоды. Сомнения приходят со стороны рынка карт флеш-памяти. Они могут стать универсальным хранилищем информации.

Стоимость этих решений существенно ниже, чем SIM-карт. Кроме этого, покупка дополнительной памяти — событие конституционное и демократическое, а значит, что при покупке абоненту не придется переплачивать за лишнее свободное место. И все же есть информация, которую уносить далеко от SIM-карты не сподручно, и последние все же будут расти в цифровом объеме.

Второй очевидный шаг — снижение напряжения питания. Здесь ведутся работы. Шаги эти надо согласовывать с производителями сотовых телефонов. Помните рынок GSM 5 лет назад, когда новые телефоны отказывались работать со старыми картами (вернее наоборот – старые SIM-карты с новыми телефонами)?

Sim-карта под увеличительным стеклом

Итак, нам стало ясно, что SIM-карта – это идентификационный модуль абонента, содержащий микропроцессор и память, в которой может храниться различная информация. Она отвечает всем спецификациям ISO 7816 и работает по протоколу T=0 класс ISO A0h. Перед нами микрокомпьютер на базе 8-разрядного процессора.

Он обрамлен памятью трех видов: ROM, RAM и EEPROM. Операторов очень интересует последняя составляющая, которая достигает 64 кб и может послужить контейнером для организации сервисных возможностей (SIM-меню или SIM Service). Энергонезависимая EEPROM память программируется дистанционно (с разрешения пользователя).

Теперь стало ясно, как оператор создает новые сервисы на вашем телефоне. Все очень просто. Ситуация напоминает работу обычного компьютера. Помните, что если SIM-карта будет извлечена из трубки, то информация на ней не может быть утеряна. С другой стороны, вас не должно удивлять, что извлечение или смена SIM-карты может поменять меню вашего телефона.

Давайте вскользь рассмотрим структуру памяти SIM-карты. Корневая директория MF (Master File) содержит в себе поддиректории DF (Dedicated Files) и файлы EF (Elementary File). Поддиректории, в свою очередь, тоже содержат файлы первого и второго уровня.

Каждый элементарный файл (EF) может принадлежать к одному из трех следующих семейств: прозрачные, линейные и циклические. Элементарные файлы содержат разнообразную служебную информацию. Такой информацией может быть код IMSI абонента, список поддерживаемых языков, таблица доступных услуг и др.

  • Прозрачный файл состоит из определенного числа байтов, доступных по отдельности и блоками, для чего необходимо уточнить их относительный адрес (offset) и длину (length).
  • Линейный файл состоит из последовательности записей (records) фиксированной длины и в соответствии с этим должен рассматриваться как последовательный. Максимальный объем такого файла составляет 255 записей на 255 байт, не считая расширения.
  • Циклический файл содержит определенное число записей фиксированной длины. При этом каждая новая запись всегда занимает первую позицию, в то время как последняя оказывается “затертой”.

Микропроцессор SIM-карты управляется командами, подобно любому другому чипу такого же класса. Нам известны 18-команд. Возможно, существуют недокументированные.

Итак, перед нами предстала SIM-карта, как небольшой компьютер. Устройство имеет микропроцессор, который управляется командами. В памяти хранится информация. Ее организация отвечает строгим правилам. Ваш компьютер иногда дает сбои? SIM-карта ничем не отличается от него…

Доступ sim-чипа к услугам сотовой связи

Процесс замены SIM-карт на SIM-чипы — это новое направление на российском рынке М2М-электроники, пришедшее с Запада. На сегодня все крупные российские операторы сотовой связи уже освоили работу с ними и готовы осуществлять подключение SIM-чипов, вмонтированных в любое GSM-устройство.

Жизненный цикл устройства, в котором применяется SIM-чип, можно разделить на две части — до реализации и после реализации устройства конечному потребителю. С момента монтажа чипа на печатную плату до реализации устройство не имеет доступа к услугам сотовой связи, так как за SIM-чипом не закреплен его собственник. SIM-чип находится в предактивированном состоянии.

После приобретения устройства с SIM-чипом его собственнику лицу, отвечающему за оплату расходов по трафику, — необходимо обратиться к оператору сотовой связи для заключения абонентского договора. Если контракт с оператором уже подписан, допускается работать с SIM-чипами в рамках текущего договора.

Основанием для заключения абонентского договора на такое устройство являются заявление, пакет документов и номер (а) ICCID (Integrated Circuit Card ID — уникальный идентификационный номер SIM-чипа). Важно, чтобы на корпусе и упаковке GSM-устройства этот номер был промаркирован в явном виде, чтобы его можно было легко прочитать. Желательно, чтобы этот номер дублировался штрих-кодом, чтобы упростить учет при массовом производстве.

Читайте про операторов:  Междугородные и международные звонки по выгодной цене по направлению Молдова

Правильность заявляемого номера ICCID проверяется оператором на момент заключения абонентского договора. Номер ICCID считается правильным, если последняя цифра (контрольная сумма) совпадает с контрольной суммой, рассчитанной по алгоритму Луна на основе первых цифр номера ICCID.

Остается технический вопрос. Как получить ICCID? В процессе производства GSM-устройства. GSM-модуль, входящий в состав устройства, во включенном состоянии может прочитать ICCID в цифровом формате при помощи АТ-команды, поданной со стороны микропроцессора.

Российские операторы сотовой связи для своих абонентов (юридические лица) допускают электронный документооборот для упрощения и ускорения процесса подключения вновь приобретенных устройств с SIM-чипами.

Актуальные форматы sim-карт

Помимо устройства телефонных карточек я также хотел сконцентрировать ваше внимание и на существующих форматах, или же стандартах применяемых сегодня «симок». Выделить их можно 5 штук:

  • Mini-SIM– это стандарт карточек, которые еще не так давно были установлены в каждом телефоне, пока на их смену не пришли смартфоны с уменьшенными слотами. Такая карта имеет размер 25 на 15 и на 0,76 миллиметра, и сегодня используется лишь в кнопочных и устаревших моделях телефонов;
  • Micro-SIM– карта, пришедшая на смену Mini-варианту, и имеющая более компактные размеры ширины и длины (15 на 12 мм) при сохранении той же толщины в 0,76 мм. Данная карта стала популярной с распространением смартфонов. Впрочем, сегодня её популярность постепенно «сходит на нет»;
  • Nano-SIM– самый распространенный сегодня формат «симок», имеющий более компактные размеры и ширины, и длины, и толщины (12,3 на 8,8 на 0,67 мм). Её размер немногим более самого чипа золотистого цвета, который всегда можно было наблюдать на «симках»;
  • eSIM– еще один вариант карт, отличие которого заключается не в размерах, а в сферах применения. Приставка «e» означает «Embedded», или же «Встроенный», «Предустановленный». Такие карточки по умолчанию инсталлируются в контрактные модели гаджетов. И, если такая необходимость возникает, удалить и заменить их становится достаточно проблематично. Впрочем, назвать подобные карты популярными на территории Российской Федерации нельзя;
  • Multi-SIM– последний вариант карт, представляющий «матрешку», в которой уже по умолчанию размечены слои трафарета карточки. Купив такую СИМ, простым нажатием пальцем, можно выбрать необходимый формат карточки, подходящий для слота в вашем мобильном телефоне.

Это был краткий ликбез, касающийся истории, форматов и устройства современных (и не очень) SIM-карт. Надеюсь, эта информация была интересна и вы узнали для себя что-то новое.

Злоумышленники и ваша sim-карта

Возможно ли клонирование SIM-карт? Теоретически этот процесс решается достаточно просто. Злоумышленник должен скопировать служебную информацию с SIM-карты (международный идентификационный номер абонента мобильной связи (International Mobile Subscriber Identity – IMSI), его индивидуальный шифровальный ключ (Ki) и программу криптографического алгоритма (A3)) на пустую болванку.

Таким образом, в сети появится абсолютно идентичный клон, который сможет тратить деньги наравне с оригиналом.
Возможно ли существование в сети полного клона? Ряд операторов абсолютно уверенно отвечает, что такая возможность полностью исключена. Абонент с двойником (единовременное нахождение в сети) будет мгновенно отключен до выяснения всех обстоятельств.

Действительно, реестр пользователей операторы ведут очень строго. Отловить размножившихся абонентов не составляет никакого труда. Однако недавно был проведен эксперимент (мы сознательно замалчиваем операторов и страны этого эксперимента) по клонированию SIM-карт.

Оказывается, некоторые операторы не имеют защиты на этот случай. Слепая уверенность в невозможности клонирования пользователей GSM сетей может сыграть на руку злоумышленникам.

Как сделать клон SIM-карты? Теоретически для этого достаточно перехватить большой пакет данных в эфире.

После этого выудить оттуда нужные данные. Реально этот метод не работает. Заставить телефон передавать в эфир столько, сколько надо, нет возможности. Поэтому опасаться стоит только прямого похищения вашей SIM-карты. Устройства для их чтения и записи можно купить в любом крупном городе без всяких лицензий.

Sim-чип — выбор m2m

SIM-чипы (рис. 1) соответствуют стандарту ETSI TS 102.671 [2] и предназначены для монтажа непосредственно на печатную плату методом пайки. Функционально SIM-чип ничем не отличается от обычной SIM-карты (рис. 2) и имеет такое же назначение — идентификация GSM-устройства в сотовой GSM/UMTS-сети оператора для доступа к услугам голосовой связи, SMS и передачи цифровых данных посредством технологий GPRS или CSD.

Исторически так сложилось, что для идентификации GSM-устройства в сети изначально применялись SIM-карты на пластиковой основе размером с кредитную карту (86×54 мм), которые нужно было вручную вставлять в мобильный телефон. В процессе популяризации сотовой связи и с появлением все более компактных мобильных телефонов SIM-карта только уменьшилась в размере (25×15 мм), по-прежнему оставаясь пластиковой (рис. 2).

Рис. 1. Внешний вид SIM-чипа (5×6 мм)

По сей день SIM-карта является отдельным устройством и распространяется операторами сотовой связи как услуга, которая ориентирована прежде всего на массовый, бытовой рынок сбыта. Не секрет, что технические требования к бытовым приборам гораздо мягче, чем требования, которые предъявляются к приборам индустриального назначения.

Рис. 2. Внешний вид SIM-карты

Надо обратить внимание на то, что один SIM-чип может работать в сети только одного оператора. «Переключить» его с одного оператора на другой нельзя. Чтобы устройство могло работать в сети нескольких операторов, в нем должно быть необходимое количество чипов соответствующих операторов.

Из чего состоит сим-карта

Это один из видов процессорных карт. Она нужна для идентификации пользователя, подтверждает его право на получение услуг. Это переносной носитель для контракта.

Рабочий электронный компонент заключён в прочный тонкий корпус из ПВХ, размер которого постепенно уменьшался с развитием технологий – для экономии места внутри смартфона. Размер электронного модуля практически остался прежним.

Снаружи на электронном модуле находится металлическая пластина с контактами. Количество контактов и их рисунок у разных производителей не одинаковы. Через эти контакты осуществляется питание рабочих компонентов сим-карты, подаются команды управления, происходит ввод и вывод данных.

Металлические контакты портятся и окисляются под воздействием кожного жира, поэтому желательно не прикасаться к ним руками. Если причина неполадок в работе карточки – засорение контактов, можно аккуратно очистить их ластиком и протереть спиртом.

Внутреннее устройство – это компьютер в миниатюре. Сходство заключается в наборе функциональных элементов и принципе работы.

Главные элементы сим-карты:

  • процессор;
  • оперативная память;
  • постоянная память – здесь хранится операционная система;
  • память с файловой системой для хранения информации пользователей;
  • контроллер ввода и вывода данных.

Однако, человек напрямую воспользоваться этим компьютером не сможет. В нём отсутствуют элементы интерфейса. Обращение к процессору и памяти происходит средствами мобильного телефона. Питание блоков памяти, процессора и генератора тактовой частоты также обеспечивается его аккумуляторной батареей.

Введение

Мобильная связь стала нашим верным попутчиком. Трудно представить поездку на машине, загородные сборы, работу или даже поход в магазин без сотового телефона. Трубка становится палочкой-выручалочкой в любой сложной ситуации. Человек привык к своему маленькому коммуникатору, и связь, которая установилась между сотовым аппаратом и его владельцем, намного сильнее, чем предложенная вам оператором.

Попробуйте пару дней не брать с собой свой мобильник. Мысли о пропущенных встречах, возможной неприятности за рулем или тревога при встрече захлестнут вас. Так организм отреагирует на отсутствие 100 граммов пластика и полупроводников. Если сотовый телефон настолько важен для нас, то почему мы так мало о нем знаем?

Сегодня речь пойдет о SIM-карте. Большинство пользователей не уделяют этому микрокомпьютеру никакого внимания. Но без тени смущения можно заявить, что SIM-карта — сердце вашего сотового аппарата. Удобство и простота этого решения, с одной стороны, выводят его на один уровень с изобретением колеса.

Устройство сим-карт

Из-за того, что основной целью телефонных карточек является хранение абонентских данных, многие люди ошибочно полагают, что SIM-карта – это более примитивный аналог флешки. Это и не странно, ведь даже по своей форме «симка» достаточно сильно похожа на современные microSD-карты. В действительности, любая SIM-карта представляет собой мизерный аналог компьютера. В состав каждой карточки входят:

  • Микропроцессор;
  • Постоянная память, которая служит для хранения информация и ОС (да-да, на SIM-ках есть операционная система);
  • Оперативная память.

Разумеется, в контексте сегодняшних размеров контента и оборудования, устанавливаемого в смартфонах, ноутбуках и стационарных ПК, объемы встроенной и оперативной памяти на SIM-картах кажутся ничтожными, однако их хватает для хранения операционной и файловой систем, информации об абоненте, и даже пользовательской телефонной книги. Что, как ни это всё, подтверждает, что любая SIM-карта является самым настоящим микро-компьютером?Микросхема сим-карты

Интеграция sim-чипа в устройство

Разработчику GSM-устройства не потребуется много времени, чтобы разобраться, как подключить SIM-чип к GSM-модулю. Чип, как и SIM-карта, имеет контакты VСС, I/O, RST, CLK и GND, и схема его подключения почти ничем не отличается от схемы подключения SIM-карт (рис. 3), за одним исключением: надобность в защитном диоде в случае с SIM-чипами отпадает, поскольку исключается вероятность поражения линий статическим электричеством.

Рис. 3. Схема подключения SIM-чипа к GSM-модулю

Благодаря идентичности SIM-чипов и SIM-карт допускается подключение к одному GSM-модулю SIM-чипа в комбинации с SIM-картой. При этом разработчик устройства должен обеспечить грамотное мультиплексирование между модулями идентификации.

Рис. 4. Габаритные размеры SIM-чипа VQFN-8

Если электрическую схему разработчику редактировать почти не придется, то рисунок печатной платы значительно изменится — на ней освободится много места. SIM-чип выполнен в форм-факторе VQFN-8 и занимает на печатной плате всего 30 мм 2 (рис. 4). Распиновка микросхемы стандартная, она приведена на рис. 5.

Рис. 5. Распиновка SIM-чипа

Читайте про операторов:  Лучшие планшеты с СИМ-картой - ТОП рейтинг в 2022 году

Достоинства sim-чипа

В устройствах индустриального назначения применение SIM-чипов вместо SIM-карт является наиболее верным техническим решением ввиду их более совершенных тактико-технических характеристик. Преимущества SIM-чипов перед SIM-картами очевидны:

  • габаритные размеры 5×6 мм;
  • монтаж методом пайки;
  • диапазон рабочих температур –40… 105 °С;
  • срок службы 13 лет;
  • отсутствие счетчика перерегистраций.

Надо отметить, что плюсы SIM-чипов определили то, что именно они числятся в обязательных технических требованиях автомобильной системы «ЭРА-ГЛОНАСС» [3]. Обычная SIM-карта не удовлетворяет жестким требованиям к терминалам системы экстренного реагирования на аварии и не может применяться в автомобильных терминалах этой системы.

GSM-устройство с SIM-чипом принципиально отличается от аналогичного устройства с SIM-картой: оно более компактно; способно работать в индустриальном диапазоне температур (–40… 85 °С) в условиях сильной вибрации и высокой влажности; не боится ударов. Кроме того, в корпусе нет отверстия для держателя SIM-карты, а значит, устройство влагонепроницаемо и, что немаловажно, вандалоустойчиво — из него невозможно изъять SIM-чип, чтобы вставить в стандартный слот мобильного телефона, что исключает возможность нецелевого расхода трафика.

Nano-sim

Карта nano-SIM (или 4FF) была представлена ​​11 октября 2022 года, когда поставщики мобильных услуг в разных странах начали поставлять ее для телефонов, поддерживающих такой формат. Нано-SIM имеет размеры 12,3 × 8,8 × 0,67 мм и уменьшает предыдущий формат до области контакта, сохраняя при этом существующие функции.

Небольшой ободок изоляционного материала остается вокруг контактной области, чтобы избежать коротких замыканий. Нано-SIM имеет толщину 0,67 мм по сравнению с 0,76 мм ее предшественников. Карты 4FF могут быть помещены в адаптеры для использования с устройствами, предназначенными для SIM-карт 2FF или 3FF, и для этого сделаны более тонкими, но многие телефонные компании не рекомендуют это.

IPhone 5, выпущенный в сентябре 2022 года, стал первым устройством, использующим активированные сим-карты nano, за которым последовали другие телефоны.

Предстоящее новое поколение сим-карт называется e-SIM или eSIM (embeddedSIM), которое является незаменяемым встроенным чипом в SON-8 корпусе – пайкой непосредственно на монтажной плате. Оно будет иметь возможности M2M и удаленного доступа к SIM-карте.

Международная идентификация мобильного абонента (imsi)

SIM-карты идентифицируются в индивидуальных сетях операторов с помощью уникальной международной идентификации мобильного абонента (IMSI). Операторы мобильной сети подключаются к мобильным телефонным звонкам и обмениваются своими SIM-картами на рынке с использованием своих IMSI. Их формат следующий.

Первые три цифры представляют мобильный код страны (MCC).

Следующие две или три цифры представляют код мобильной сети (MNC). Трехзначные коды MNC разрешены E.212, но в основном используются в Соединенных Штатах и ​​Канаде.

Следующие цифры представляют собой идентификационный номер мобильного абонента (MSIN). Обычно это 10 цифр, но значение будет меньше в случае трехзначного MNC или если национальные правила указывают, что общая длина IMSI должна быть меньше 15 цифр. Все эти цифры отличаются от страны к стране, поэтому могут наблюдаться отличия в том, как устроена сим-карта. Схема же является стандартной и заводской, разница наблюдается лишь в записанной информации.

Заключение

Для рынка М2М применение GSM-технологии стало весьма удачным направлением: все системы мониторинга автотранспорта и подвижных объектов основаны на услуге пакетной передачи данных GPRS и сервиса коротких сообщений SMS; системы телеметрии удаленных объектов ЖКХ применяют технологии CSD/GPRS; в охранных системах посредством UMTS или CSD 64 kbps в онлайновом режиме передаются видеопотоки с камер наблюдения.

Широкий выбор сервисов, предоставляемых операторами сотовой связи, породил множество производных услуг и технических решений. Но все же, несмотря на развитые потребительские качества любого GSM-устройства, пластиковая SIM-карта остается его слабым звеном, поскольку рассчитывалась для применения в бытовых приборах и не гарантирует работоспособность при низких или высоких температурах, постоянных вибрациях, сильных ударах и высокой влажности окружающей среды.

Быстрый старт

Поскольку SIM-чипы теперь можно отнести к разряду электронных компонент, их стало возможным приобретать и у официального партнера оператора сотовой связи. «МТ-Систем» [4], один из крупнейших поставщиков радиоэлектронных компонентов в России и СНГ, является единственной компанией, официально поставляющей SIM-чипы [5, 6] на российский рынок электроники.

Для быстрого тестирования SIM-чипов «МТ-Систем» предлагает разработчикам переходные платы «SIM-чип–адаптер», по форме и размерам схожие с SIM-картами (рис. 6). Переходная плата с напаянным на нее SIM-чипом встает в большинство держателей SIM-карт и не задевает элементов держателя.

Рис. 6. Переходная плата «SIM-чип–адаптер»

Как происходит клонирование sim-карты?

Данная процедура осуществлялась для того, чтобы позволить абоненту использовать несколько номеров с одного устройства. Информация нескольких операторов собиралась в одну карту MultiSIM, модуль способен вместить в себя больше данных за счет увеличенного объема памяти. Сменить один номер на другой можно после перезагрузки устройства.

Когда функция начала пользоваться популярностью, за дело взялись злоумышленники. Как только «симка» клон внедрялась в устройство, первоначальный абонент терял связь. Таким образом, злодеи получали доступ к секретной информации: социальным сетям, личным сообщениям, онлайн-банкам, платежным системам.

Операторы достаточно быстро обнаружили проблему и мгновенно пресекли вероятность воровства. Сегодня SIM-карты оснащены максимальным уровнем защиты от мошенников.

Вместо заключения

Подытожим: SIM-карта это обыкновенный микрокомпьютер. Она является сердцем вашего сотового телефона и, к сожалению, устройство это не безгрешно – оно может сломаться. В нашем обзоре мы делали упор на рассказе о SIM-карте для GSM сетей. Устройства, которые применяются в спутниковых телефонах или сетях других операторов, на базовом уровне практически идентичны.

Все вопросы, замечания и пожелания можно и нужно задавать в
конференции

Sms-сообщения и контакты

Большинство SIM-карт будут по умолчанию хранить некоторое количество SMS-сообщений и контактов телефонной книги. Контакты хранятся в простых парах «имя и номер»: записи, содержащие несколько телефонных номеров и дополнительных телефонных номеров, обычно не сохраняются на ней.

Такие условия обеспечивает устройство сим-карты. Контакты могут быть сохранены весьма ограниченно. Например, когда пользователь пытается скопировать такие записи на «симку», программное обеспечение телефона разбивает их на несколько записей, отбрасывая любую информацию, которая не является номером телефона.

Количество сохраняемых контактов и сообщений зависит от SIM-карты. Ранние модели будут хранить всего пять сообщений и 20 контактов, в то время как современные сим-карты обычно могут хранить более 250 позиций.

Лайф-хак

Производители смартфонов устанавливают гибридные разъемы в свои устройства. Таким образом, пользователь может выбрать, либо использовать две «симки», либо заменить одну картой памяти.

Лайф-хареры придумали, как выкрутится из ситуации и совместить два чипа в один. Это не составит особого труда:

  1. Сточите карту памяти пилочкой. Она должна стать гораздо меньше и тоньше.
  2. Нагрейте пластиковую сторону «симки» и отделите от нее чип при помощи пинцета.
  3. Соедините чип и сточенную карту со стороны контактов. Можно скрепить их при помощи клея, главное не преувеличивайте с количеством.
  4. После полного высыхания можно использовать совмещенный модуль.

Как видите, операция достаточно простая, но трудоемкая, с первого раза может не получиться.

Esim, что это такое?

ESIM представляет собой микро-чип, встраивающийся в смартфон. Он способен хранить информацию, как SIM-карта. Чтобы подсоединить eSIM к мобильной сети, вы должны запросить пакет персональных данных у оператора, и сохранить их в смартфоне.

Микро-чип имеет ряд преимуществ:

  1. Экономит место внутри девайса.
  2. Не требует отверстия под установку.
  3. Гораздо легче оградить устройство от попадания пыли и влаги.
  4. Для смены оператора не надо обращаться в сервис, достаточно сменить настройки.
  5. Можно пользоваться услугами нескольких операторов.

ESIM относится к совершенно новому поколению, однако далеко не все устройства оснащены этой функцией. Существует список стран, где eSIM запрещены законом.

Как мошенники воруют личную информацию с sim-карт?

Для воровства информации или клонирования карты используют специальные приспособления. Легальные устройства не позволяют злоумышленникам получить личные данные или скопировать абонента.

Процессор работает напрямую с ключом KI. Он имеет защиту от чтения, но при осуществлении несложных операций, мошенник сможет его взломать достаточно быстро. Это касается SIM-карт старых поколений, обновленные варианты обладают более серьезной защитой. Злоумышленнику придется серьезно постараться, чтобы добраться к личной информации пользователя.

Если вы планируете приобрести сканер или клонер для SIM-карт, который способен справится с ключами различной сложности, это ложь. Вы не только зря потратите деньги, но и рискуете получить вирус.

Может ли sim-карта размагнититься?

Несмотря на внушительные угрозы операторов, это миф, модуль мобильной сети невозможно размагнитить. SIM-карта представляет собой маленький компьютер, она оснащена процессором, имеет оперативную память, контакты и дополнительные составляющие. Соединительные компоненты не подвергаются размагничиванию, как персональный компьютер, смартфон, планшет и подобные устройства.

Нанести механические повреждения SIM-карте не составит труда. Она перестанет функционировать, если ее согнуть или окунуть в воду и не высушить правильно. Также, она может повредиться под действием статического электричества. Для этого вам придется тщательно тереть ее о синтетический материал. Но согласитесь, в этом нет абсолютно никакой нужды.

Что такое sim-карта

Столь привычный сегодня любому человеку чип представляет собой модуль идентификации абонента (именно так дословно переводится аббревиатура SIM). История первых «симок» в том виде, в котором мы привыкли их наблюдать, начинается с 1991 году, именно тогда первые появились полноразмерные карточки.

Subscriber Identification Module — модуль идентификации абонента.

Несмотря на свои размеры и, как кажется простому обывателю, примитивность, данная карточка хранит в себе много информации. Это и международный идентификатор абонента IMSI, и установленные на карточке номер телефона, тарифный план, подключенные услуги, и прочая информация.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector