Распиновка Smart Card (SIM Card) interface

Когда на вопрос «кем вы работаете?» я отвечал «разработчиком ПО для SIM-карт», даже технически подкованные люди частенько удивлялись. Многие думают, что SIM-карта это «что-то типа флешки».

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).

На этом этапе пластина режется на чипы (зачастую пластины режутся производителем чипа), чипы крепятся на контактные площадки, затем распаиваются контакты и чип заливается клеем (см. предыдущее фото обратной стороны модуля). Вся эта конструкция называется «модулем»:

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

Да, я не ошибся. По программной «начинке» смарт-карты делятся на 2 большие группы - native и javacard .

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?

SIM-меню и остальные «несистемные» приложения являются просто value added services. Основная цель карты - произвести идентификацию и аутентификацию абонента в сети.

Для этого на карте есть IMSI (International Mobile Subscriber Identity) - уникальный идентификатор SIM-карты и 128-битный ключ Ki.

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

Аутентификация проходит с помощью алгоритма A3, генерация Kc - A8. Authentication Center (AuC) на запрос аутентификации карты генерирует 128-битную псевдослучайную последовательность RAND и отсылает ее SIM-карте. Далее, зная IMSI карты, AuC использует ключ Ki, привязанный к данному IMSI, и данные RAND в качестве входных данных в алгоритмах A3 и A8. Карта одновременно с этим производит те же самые вычисления. Результат вычислений алгоритма A3 Signed Response (SRES) отправляется картой в AuC, на котором полученный SRES сравнивается с вычисленным на AuC. При совпадении результатов процедура аутентификации считается успешно пройденной. Ключ Kc, полученный при использовании алгоритма A8, используется впоследствии для шифрования трафика между телефоном и сетью.

Программы «клонирования» карт используют уязвимость в старой версии алгоритма A8 (COMP128-1). На данный момент в GSM сетях широко используются COMP128-2 и COMP128-3. Уязвимость была найдена еще в 1999 году, но некоторые GSM операторы так и не перешли на использование 2-го и 3-го алгоритмов (уязвимости в которых на данный момент не найдены).

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.

Когда-то давным-давно, более 20 лет назад, что по меркам современной ИТ-индустрии можно даже считать неправдой, мобильные телефоны для самоидентификации в сети сотового провайдера использовали записанные в них на заводе специальные номера. Однако такой подход был не очень удобен как пользователям, так и производителям. Они были заинтересованы в «отделении» идентификатора абонента от оборудования. Так возникла идея использования дополнительных индивидуальных карт со встроенными микросхемами. Данный подход используется сегодня в сетях различных стандартов — GSM, CDMA, UMTS, LTE, но мы будем говорить в основном о наиболее массовом варианте — GSM/3G.

Телефонному аппарату, как физическому устройству, остался номер IMEI (International Mobile Equipment Identity), который можно считать уникальным в мировом масштабе. Он участвует в журналах операций сотового оператора и, в принципе, может быть использован для блокировки доступа к сети, поиска украденных телефонов и других подобных действий. В некоторых странах подделка и изменение данного номера считается противозаконным действием. Номер IMEI обычно можно найти на наклейке под батареей и на коробке. С технической точки зрения, он записан в электронном виде в одной из микросхем и, конечно, может быть прочитан и программным образом. Если в телефонном аппарате есть возможность установки нескольких SIM-карт, то и номеров IMEI тоже несколько. Этот номер есть не только у телефонов, но и у модемов, планшетов и других устройств, рассчитанных на работу в мобильных сетях. Формально производители могли бы обойтись именно этим номером и не использовать традиционные серийные номера для своих продуктов, однако сегодня такой «раздельный» подход им удобнее.

Аналогичный номер SIM-карты называется ICCID (Integrated Circuit Card Identifier). Часто его гравируют на самих картах. Он похож на серийный номер устройства — с той лишь разницей, что является уникальным и не повторяется ни на какой другой карте в мире. Хотя если к серийному номеру телефона приписать еще производителя и название модели, то данная комбинация тоже будет уникальной.

Непосредственно идентификация абонента в сотовой сети проходит по номеру IMSI (International Mobile Subscriber Identity), который записан в SIM-карте. Данный номер определяет принадлежность карты оператору и позволяет связать пользователя карты с его аккаунтом у провайдера, включая номер телефона, разрешенные услуги и так далее. В карте хранится и другая уникальная информация, описание которой выходит за рамки этой статьи.

Пару слов стоит сказать про защиту карт. Первый рубеж — PIN-код из четырех цифр. Если вы его не знаете, то не сможете использовать карту для доступа в сотовую сеть или для считывания записной книжки. Этот код пользователь может поменять или отменить (на свежекупленных картах он обычно отключен). В случае, если PIN-код был набран неверно несколько раз, для разблокировки нужно использовать код PUK, также предоставляемый оператором вместе с SIM-картой. Еще реже используются коды PIN2 и PUK2, которые позволяют пользователю ограничить список разрешенных абонентов для исходящих звонков.

Но даже если вы знаете все эти коды, скопировать карту бытовыми способами не получится. Внутри нее записан еще один специальный код, известный оператору, который используется в алгоритме идентификации. Этот процесс устроен таким образом, что код в чистом виде не передается из карты в телефон. Вместо этого аппарат отправляет процессору SIM-карты задание на шифрование ключа, а ответ передает оператору. Последний сравнивает результат с полученным у себя в центре обработки данных, и если они совпадают, абонент получает доступ в сеть.

Один из популярных и сегодня вариантов «полноразмерных» смарт-карт

Технически SIM-карта представляет собой один из вариантов смарт-карт — микрокомпьютеров со своим процессором и памятью, общающихся с внешним миром через интерфейс из нескольких электрических контактов. Смарт-карты встречаются сегодня в банковской сфере, используются для контроля доступа и в различных платежных системах. Обычно на карте есть несколько килобайт постоянной памяти, пара-тройка килобайт оперативной памяти и немного флэша. В случае телефонов последний ранее использовался для хранения записной книжки, но ограничение на число записей (250) и поддержка только двух полей (имя и телефон) практически лишили его сегодня этой роли.

Электронная начинка занимает совсем мало места

Формально карта имеет восемь контактов для подключения к считывающему устройству (если очень постараться, можно попробовать насчитать и больше). Однако в реальности используется только шесть. А учитывая современный прогресс в микроэлектронике, занимает начинка буквально несколько квадратных миллиметров.

Но если говорить о внешних размерах, то начиналось все с формата кредитной карты — 85,6×53,98×0,76 мм. Данный формат смарт-карт используется и сегодня, но удовлетворять пожеланиям производителей сотовых телефонов он перестал уже очень давно. Гораздо более практичной является версия Mini-SIM, которая имеет размеры 25×15 мм со скошенным уголком (для определения необходимой ориентации карты в слоте). Толщина при этом не изменилась. Именно этот формат является сегодня наиболее массовым и встречается в большинстве сотовых телефонов.

Карты форматов Mini-SIM и Micro-SIM используют гораздо меньше пластика

Понятно, что никаких потерь с точки зрения функциональности такое сокращение не принесло. Но надо понимать, что Mini-SIM хороша именно для размещения в корпусе телефонного аппарата. Использовать карту такого размера, например, для таксофонов — очевидно неудобно.

После массового перехода на формат Mini-SIM он очень долго оставался практически единственным вариантом для использования в сфере мобильной связи. Даже успехи в сокращении внешних размеров телефонных аппаратов не требовали дальнейшего уменьшения карты абонента. Но все-таки закрепиться на века ему не дали.

Для установки Micro-SIM (иногда и Mini-SIM) могут использоваться специальные рамки

Один из наиболее активных игроков рынка в своей новой модели смартфона два с половиной года назад реализовал работу с форматом Micro-SIM, размеры карт которого составляют 15×12 мм (толщина снова не изменилась). Для карт этого формата уже практически вся лицевая поверхность была занята контактными площадками. Но и для него не было никаких технических сложностей для размещения чипа, особенно с развитием технологий изготовления микросхем. Отметим, что, с точки зрения дизайна потребительских устройств, рынок не требовал этого шага. Так что скорее компания сыграла в области маркетинга, еще раз повторяя «мы не такие, как все».

Электронная «начинка» занимает очень мало места даже в Mini- и Micro-SIM

Интересно, что в этом году тот же производитель еще раз разыграл эту карту. Последняя модель их смартфона работает исключительно с Nano-SIM, в которой уменьшению подверглась уже и толщина — 12,3×8,8×0,67 мм. В этот формат уже никак не умещаются восемь стандартных контактов, так что остаются только шесть действительно рабочих. Никакие технические функции карты не пострадали и в этот раз, но размеры нового телефона не настолько уменьшились, как можно было бы подумать (а некоторые даже увеличились).

Практически вся лицевая поверхность у Nano-SIM занята контактными площадками

Возникает вполне резонный вопрос: как эта история с миниатюризацией отражается на потребителях? Если говорить о тех, кто покупает новый телефонный аппарат с контрактом и новой картой, то им обычно все равно, какая версия SIM-карты в нем установлена. А уж если телефон у человека в принципе один или он не планирует переставлять карты, то даже не «обычно», а «совершенно».

Для установки Micro-SIM в отсек Mini-SIM можно использовать адаптеры-переходники

Но для тех пользователей, которые привыкли использовать несколько аппаратов и/или SIM-карт, ситуация менее приятная. В случае пары Mini/Micro можно попробовать обойтись так называемыми переходниками/адаптерами (конечно, после смены всех карт формата Mini на карты формата Micro). Плюсов в этой истории нет никаких, только минусы — нужно носить с собой дополнительные детали, а кроме того, переходником можно повредить контакты разъема во время замены (или сборная конструкция может даже застрять в слоте).

Что касается смены карт, то официальный способ состоит в посещении салона вашего оператора, написании заявления, ожидания и всего такого. Кроме того, если вдруг у вас на карте есть какие-то записи, нужно будет позаботиться об их сохранении. Более доступная опция с точки зрения затрат времени — обратиться в многочисленные мастерские, где вашу карту обрежут специальным инструментом за пару секунд (кстати, этим занимаются и крупные салоны и даже сами операторы). Если уж совсем не хочется никуда идти, то острый нож и крепкая рука также способны успешно решить задачу. На первый раз может пригодиться распечатка из интернета со схемой «разделки» (см. например , ).

С Nano-SIM ситуация более сложная, поскольку меньше и линейные размеры, и толщина карты. Способы остаются все те же самые. Но наиболее правильным в настоящее время стоит признать первый из них. Впрочем, учитывая распространенность и стоимость аппарата, для которого вам может потребоваться именно Nano-SIM, это не должно стать проблемой.

Сегодня же каждый владелец мобильного имеет как минимум одну симку. Мы так привыкли к этим небольшим кусочкам пластика с позолоченными контактами, что и не задумываемся о том, каким чудом техники пользуемся.

Рисунок на тему «Секреты SIM-карт»

Как появились SIM-карты

SIM расшифровывается как Subscriber Identification Module или Модуль идентификации абонента. Как следует из названия, SIM-карта служит для идентификации абонента в сети сотовой связи.

SIM-карта

На первых порах идентификацию пользователя в сети проводили, руководствуясь лишь заводским номером сотового телефона – . Когда абонентов и производителей техники было немного, данный подход оправдывал себя. В итоге оборудование, то есть сотовый телефон и абонент, идентифицировались единым кодом. Кроме всего прочего такой подход порождал полную зависимость, скажем, пакета услуг и номера телефона от аппарата. То есть, поменяв сотовый, вы должны были ехать в офис оператора для того, чтобы серийные номера вашего телефона вносили в базу данных. Если мобильник ломался, требовалось некоторое время для того, чтобы вы снова могли пользоваться услугами связи.

Куда удобнее была бы независимая от телефона идентификация абонента. Этой задумкой руководствовались разработчики стандарта GSM, которые предложили разделить идентификацию абонентов и оборудования. Первой данную идею применила финская компания Radiolinija в 1991 году.

Предложенная схема идентификации действует и по сей день. В частности, как мы уже сказали, для идентификации абонента в сотовых сетях стандарта GSM (а также во многих других) применяется SIM-карта. Для полноты изложения отметим, что современные сотовые телефоны идентифицируются системой с помощью 15-значного номера – Международный идентификатор мобильного оборудования).

Поговорив об истории возникновения SIM-карт, попробуем рассмотреть эти интересные устройства ближе.

Что такое SIM-карта: назначение и развитие

Если говорить кратко, то SIM-карта – это компьютер. Cимка содержит микропроцессор, шины для ввода и вывода информации, типичный для компьютеров набор видов памяти ROM (постоянная), RAM (оперативная), EEPROM (перезаписываемая). Карта хранит в себе различные данные, с некоторыми из которых она обращается с особой осторожностью для того, чтобы обеспечить безопасность абонента.

В частности, на карте хранится следующая информация:

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by Disqus

Смотрите также:

Написал: бурбон
здрасте!
а всеже подскажите как её сломать чтоб она выгледела практически как и была,до поломки

Написал: Умный аноним
Слушьте последний обзатс говорит о пин и пак кодах.но вдумайтесь-чем больше защиты-тем вам хуже.Если у вас заблочен телефон-вскрыть его может любой,а вот если не заблочен кто-то да может быть вам позвонит.

Написал: Андрей
У меня такой вопрос есть ли вазможность отыскать свою симкарту,каторая в даный момент работает, но незнаю где телфон находится

Написал: evgen
подскажите пожалуйста как можно всёже сломать COMP128v2 а то у меня некопируються сим карты нового поколения мож кто что знает????

Написал: сексмашина
ВОТ ПОЛЬЗУЙТЕСЬ Id 9503140707

Написал: LOH
не храните на компе имси и кай

Введение

Разработчики М2М-устройств постоянно ищут пути улучшения потребительских качеств своих изделий, таких как габаритные размеры, диапазон рабочих температур, надежность, простота применения и проч. Это становится возможным во многом благодаря усовершенствованию электронной элементной базы. Данный процесс не обошел стороной и SIM-карты (Subscriber Identification Module — модуль идентификации абонента), применяемые во всех GSM-устройствах. Привычные SIM-карты стали недавно доступны в новом форм-факторе — в виде микросхем в миниатюрном корпусе VQFN-8. Такие SIM-карты правильнее называть SIM-чипами . Появление SIM-чипов на рынке электронных компонентов в свободной продаже открыло новые возможности для индустрии GSM-устройств, таких как транспортно-мониторинговые и охранные системы, телекоммуникационное и торгово-кассовое оборудование, медицинские приборы и телеметрические комплексы.

SIM-чип — выбор M2M

SIM-чипы (рис. 1) соответствуют стандарту ETSI TS 102.671 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)

Рис. 2. Внешний вид SIM-карты

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.

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. Благодаря стандарту монтажные параметры SIM-чипов одинаковы, и производитель может выпускать одно и то же GSM-устройство, указывая в конструкторской документации в качестве допустимой замены SIM-чипы различных операторов.

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» . 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.

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.

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. Микропроцессор, в свою очередь, может вывести этот номер через последовательный интерфейс на стендовый компьютер, который распечатает ICCID на принтере на самоклеющуюся маркировочную бумагу. Далее эта бумага должна быть приклеена к устройству.

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

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. Защитные диоды рекомендуются для устройств с SIM-картами, где пользователь может прикоснуться к электрическим контактам держателя и «разрядиться» на устройство.

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.

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. 4. Габаритные размеры SIM-чипа VQFN-8

Рис. 5. Распиновка SIM-чипа

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» , один из крупнейших поставщиков радиоэлектронных компонентов в России и СНГ, является единственной компанией, официально поставляющей SIM-чипы [ ,

Теперь, в наше время, наверное, ни один человек не может представить себе жизнь без мобильной связи. Сотовый становится незаменимой вещью в любой ситуации. И, как показывает опыт, связи между мобильником и его владельцем могут позавидовать самые известные мобильные операторы .

Проведите такой эксперимент: не берите с собой мобильник хотя бы 1-2 дня. Могу сразу точно сказать, что вы не один раз пожалеете. А как же встречи, звонки и все остальное, что я пропустил из-за того, что у меня не было мобильника? - скажете вы.

А если вдуматься, то все эти чувства вызывает отсутствие небольшого кусочка пластика и полупроводников. Но почему, если телефон нам так дорог, мы о нем знаем так немного?

Давайте сегодня узнаем что-нибудь, например, о сим-карте .

Да что может быть в ней интересного, - скажете вы, и будете неправы. Ведь сим-карту можно сравнить с сердцем вашего телефона. На первый взгляд, все просто. Но с другой стороны, симка - это суперчип, или микрокомпьютер. Но все равно, его возможности использованы не на максимум.

Теперь о микропроцессоре.

Как и все остальные устройства такого класса, микропроцессор симки управляется командами. На данный момент мы знаем 18 команд. Не исключено, что существуют недокументированные команды, о которых нам пока не известно. Внимание, приготовьтесь представить себе сим-карту как полноценный компьютер (хоть и маленький). Это хитроумное устройство содержит встроенный микропроцессор. Он, как мы уже говорили, управляется командами. А во встроенной памяти, как вы уже, наверное, догадались, хранится информация . Она строго структурирована. Ваш компьютер иногда дает сбои? Учитывая то, что сим-карта - это тот же компьютер, только маленький, предупреждаю: как и у старшего брата-компьютера, и в работе симки бывают некоторые сбои.

Счастливые обладатели сим-карт могут принимать звонки и звонить сами, а также использовать другие услуги (например, передача информации). И если он зарегистрировался в сети, то его идентификация - ключ к использованию денежных средств.

Естественно, что как только где-то слышится запах денег, сразу находятся люди, которые хотят получить с этого свою выгоду. И, конечно, совсем не честным путем. К счастью, производители хотят предоставить пользователю возможность максимально защитить свои ценности. Для этого давно придуманы коды, пароли , шифры и так далее. И сим-карта тоже защищена. Для доступа к каждой сим-карте надо знать ее PIN -код (Personal Identification Number). У каждой сим-карты он уникален, и пользователь может его узнать при покупке самой симки . Чтобы иметь доступ почти ко всем функциям карты, вы должны запомнить этот код. Без него вы не сможете пользоваться некоторыми функциями. В случае ошибки (пользователю дается трехкратная попытка) идентификация не происходит и карта блокируется. Если три раза ошибиться в наборе PIN -кода, ваша сим-карта будет заблокирована. Реанимировать ее можно, набрав специальный PUK -код (Personal Unblocking Key). Но если его 10 раз подряд вести неправильно, то сим-карта «умрет».

С самого начала оба эти кода должны были состоять из 8 символов. Но, поскольку PIN используется чаще, чем PUK , то для простоты запоминания его сделали 4-значным. А PUK своей длины не поменял. Некоторые абоненты для удобства снимают защиту с сим-карты . То есть, для каких-либо событий (в том числе и при включении) телефон не требует от вас кода. Убрать защиту можно через меню телефона.

Кроме кодов PIN и PUK есть PIN2 и PUK2 коды. С их помощью можно открыть дополнительные возможности и функции сим-карты (можно запретить входящие или исходящие вызовы и так далее). И эту защиту можно снять. Это абонент тоже может сделать сам.

Как показывает статистика, больше всего урона работе сим-карты приносят механические повреждения. Ведь симка такая хрупкая! А у современных телефонов слоты и захваты для сим-карт очень жесткие. Опять же, по статистике, больше всего карт ломается именно в этом гнезде.

Конечно же, сейчас можно восстановить