Краткое введение в SIM-карты. Распиновка Smart Card (SIM Card) interface

Скачать на Телефон 14.07.2019

Скачать на Телефон

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? Цикл наших статей «Секреты связи» должен изменить это. Мы познакомим вас со многими интересными моментами из жизни сотовой связи и дадим базовое представление об аппаратной части.

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. С другой стороны, SIM-карта вобрала в себя все новое из современного цифрового прогресса. Решение представляет из себя не просто статический прибор, а серьезный эволюционирующий чип. Возможности которого задействованы далеко не в полном объеме.

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
Временной этап	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)? Инерционность тут огромная, но снижение питание увеличивает жизнь сотового, так как мощность, затрачиваемая на работу SIM-карты, становится меньшей.

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). Поэтому оператор сотовой связи может посредством присланного вам сообщения добавить или удалить новые пункты меню в ваш телефон.

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. Файл состоит из заголовка (header) и тела (body). Заголовок детально описывает структуру файла и условия доступа к нему. Тело содержит собственно данные.

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…

Защита и сбои в работе SIM-карты

Владелец SIM-карты получает возможность делать звонки, передавать информацию или использовать другие услуги. Его правильная идентификация становится ключом к трате денег. А там где появляются звонкие монеты, непременно стоит ожидать недобросовестных людей, которые попробуют вас обворовать. Такова природа человеческих отношений наверху эволюционного пути. Производители стараются дать пользователю максимум возможностей для сохранения контроля над своей вещью. Иными словами, замки, шифры, коды и сторожа – наши лучшие друзья в этом мире. В SIM-карте тоже существует свой замок. Ключом к нему служит Personal Identification Number – PIN-код. Его получает пользователь при покупке карты. Включить все (почти) функции SIM-карты можно только набрав его правильно. В случае ошибки (пользователю дается трехкратная попытка) идентификация не происходит и карта блокируется. Вернуть ее к жизни можно только после ввода Personal Unblocking Key – PUK-кода (десять попыток ввода). PIN и PUK код изначально планировалось задавать из 8 цифр. Однако для упрощения жизни абонентов PIN-код был укорочен до 4 символов. PUKсостоит из 8 цифр. Некоторые пользователи снимают защиту с SIM-карты. Делается это через меню телефона. После этого аппарат не требует от владельца вводить PIN-код при включении или других сопряженных событиях. Существуют так же PIN2 и PUK2 коды. Они помогают раскрывать дополнительные возможности SIM-карты. Например, они инициализируют команды на запрет входящих или исходящих вызовов. Снятие этого кода так же возможно и ответственность за этот шаг лежит на абоненте. Чаще всего по статистике сервисных служб сбои в работе SIM-карт происходят после их механического повреждения. Виновник нашего обзора очень хрупок. Современные сотовые телефоны получают жесткие захваты для SIM-карт. Пользователи с усердием ломают их именно в заглушках. Заменить сломанную SIM-карту несложно, а вот восстановить содержимое зачастую невозможно. Вторая по распространенности проблема связана с забыванием PIN-кода. После троекратного его ввода телефон блокируется. Десяток неудачных попыток по вводу PUK и SIM-карта превращается в хлам. На экране сотового телефона появляется приглашение посетить оператора для замены SIM-карты. Удовольствие почти всегда платное и требует паспорта для вашей идентификации. Вам выдается новая SIM-карта и новые коды к ней. Очень редко пользователи сообщают о том, что их сотовый телефон перестает принимать SIM-карту. На экране появляется сообщение, которое явно свидетельствует об этом. Вы можете достать SIM-карту почистить ее контакты (этиловый спирт поможет сделать это, но не стоит отождествлять чистку деликатных золотых контактов и снятие ржавчины со старого листа железа) и повторно установить ее в мобильный аппарат. Если ситуация не изменится, то смело направляйтесь к оператору. Ваша SIM-карта, как любой компьютер, имеет право на сбой. Ситуация не очень приятная. Оператор обменяет испорченное устройство на новое абсолютно бесплатно (требуйте этого), но вся информация на SIM-карте будет для вас безнадежно утеряна. Личный опыт говорит о том, что все просьбы восстановить ее наткнулись на стену непонимания и однозначное заверение, что сделать это невозможно и в договоре подобное не прописано.

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. Изготовление дубля требует минимум знаний и всего нескольких минут. Поэтому остерегайтесь давать вашу SIM-карту в чужие руки. Иначе информация о вашем лицевом счете может принести вам ряд неприятных сюрпризов.

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. Они могут отличаться объемом памяти, набором команд, сервисной информацией и так далее. В следующем нашем материале мы расскажем вам о том, как строится GSM связь в современных сетях.

Все вопросы, замечания и пожелания можно и нужно задавать в

A smart card, chip card, or integrated circuit card, is a pocket-sized card with embedded integrated circuits. Described by ISO7816 standard. Used in cellular phones, pay TVs, ATM cards, etc.

Smart cards can provide identification, authentication, data storage, strong security authentication for single sign-on (SSO) and application processing.

Physical, electrical and other characteristic of Smart cards are described by the ISO/IEC 7810 and ISO/IEC 7816 series of standards.

Smart Card (SIM Card) pinout

Pin	Name	Description
C1	VCC	+5 VDC power supply input (optional use by the card)
C2	RESET	Reset signal, used to reset the card"s communications. Either used itself (reset signal supplied from the interface device) or in combination with an interal reset control circuit (optional use by the card). If internal reset is implemented, the voltage supply on Vcc is mandatory
C3	CLOCK	Provides the card with a clock signal, from which data communications timing is derived
C4	RESERVED	AUX1, optionally used for USB interfaces and other uses.
C5	GND	Ground (reference voltage)
C6	Vpp	Programing voltage input (optional). This contact may be used to supply the voltage required to program or to erase the internal non-volatile memory. ISO/IEC 7816-3:1997 designated this as a programming voltage: an input for a higher voltage to program persistent memory (e.g., EEPROM). ISO/IEC 7816-3:2006 designates it SPU, for either standard or proprietary use, as input and/or output.
C7	I/O	Input or Output for serial data (half-duplex) to the integrated circuit inside the card.
C8	RESERVED	AUX2, optionally used for USB interfaces and other uses.

Please note that there are great variations in connector shape:

Image from Wikipedia:

The dialogue between the interface device and the the card shall be conducted through the consecutive operations:

connection and activation of the contacts by the interface device
reset of the card
answer to reset by the card
subsequent information exchange between the card and the interface device
deactivation of the contacts by the interface device

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.

There are two broad categories of ICCs. Memory cards contain only non-volatile memory storage components, and perhaps dedicated security logic. Microprocessor cards contain volatile memory and microprocessor components. A smart card, chip card, or integrated circuit card (ICC) is any pocket-sized card with embedded integrated circuits. Smart cards can provide identification, authentication, data storage, strong security authentication for single sign-on (SSO) and application processing. Physical, electrical and other characteristic of Smart cards are described by the ISO/IEC 7810 and ISO/IEC 7816 series of standards. Smart Card (SIM Card) pinout Pin Name Description C1 VCC +5 VDC power supply input (optional use by the card) C2 RESET Reset signal, used to reset the card’s communications.

Sim worldбезроуминговые sim карты

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 мм2 (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.

Распиновка smart card (sim card) interface

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.

Телефонная сим-карта: устройство

Внимание

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.

Sim-карты. проблемы и решения

Затем заготовка плакируется плёнкой с нижней стороны и эта плёнка перекрывает полость адаптера, не позволяя карте проваливаться насквозь. Проблема №2. Адаптер цепляется за контакты Такая конструкция имеет очень острые и немнущиеся углы в области соприкосновения с контактами разъёма. Усердие разъёма по обеспечению надёжного контакта легко прослеживаются на поработавших «мягких» SIM-ках старых типов.

Инфо

И адаптер очень уверенно и задиристо цепляется за контакты. Обычно вставить агрегат в разъём еще можно, хотя и с опасно-избыточным усилием (вдвигается «по шерсти»), но при вытаскивании («против шерсти») обе части «идут на принцип», и процедура удается только с выдиранием одного-двух контактов разъёма. Схема адаптера приведена на рисунке. Самым опасным является обозначенное на рисунке внутреннее «ребро» на узкой перекладине адаптера - именно оно выдирает контакты разъёма.

Симкарта

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.

Секреты связи: часть 1 – вскрываем sim-карту

Сим-карта – устройство, представляющее собой модуль идентификации абонента. Это интегральная схема, предназначенная для безопасного хранения номера международной идентификации абонента мобильной связи (IMSI) и связанного с ней ключа, которые используются для идентификации и аутентификации абонентов на устройствах мобильной телефонии (например, мобильные телефоны и компьютеры). Кроме того, можно хранить контактную информацию на многих SIM-картах.

Сим-карты всегда используются на телефонах GSM, для устройств CDMA они необходимы только для новых LTE-совместимых аппаратов. Также их можно использовать в спутниковых телефонах. SIM-карта является частью функции универсальной интегральной схемы (UICC), которая обычно изготавливается из ПВХ со встроенными контактами и полупроводниками.

Simcard special connector at the card card pin Description 1 Vcc 2 Reset 3 CLK 4 GND 5 Vpp 6 I/O Эта информация должна быть правильной, но ошибки вполне возможны. Вы можете помочь!Вы можете подтвердить правильность документа (только если действительно уверены), или сообщить об ошибке в документе (ошибка может быть описана далее по ссылке). Ваше мнение будет учтено при расчете статуса документа.
Pinouts.ru Распиновки микросхем памяти Распиновка Симкарта использующего разъем 6 pin Simcard special Статус документа: не подтвержденный отметить как ошибочный!отметить как правильный 0 отзыв(ов) Щелкните по одной из ссылок для изменения статуса документа.

Распиновка сим карты

Важно

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

Поскольку размеры и распиновка SIM-чипов стандартизованы, «SIM-чип–адаптер» может применяться вместе с SIM-чипом любого оператора сотовой связи. Рис. 6.

Распиновка sim-карты стандарта gsm

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.

Распиновка разъема сим карты

C7 I/O Input or Output for serial data (half-duplex) to the integrated circuit inside the card. C8 RESERVED AUX2, optionally used for USB interfaces and other uses. Please note that there are great variations in connector shape: Image from Wikipedia: The dialogue between the interface device and the the card shall be conducted through the consecutive operations:

connection and activation of the contacts by the interface device
reset of the card
answer to reset by the card
subsequent information exchange between the card and the interface device
deactivation of the contacts by the interface device

Interfacing smart card isn’t a simple task. Here is the Smart card to PC interface adapter cable scheme.

Распиновка слота сим карты

В ROM-память оператором мобильной связи записывается операционная система, код IMSI, являющийся уникальным и обеспечивающий идентификацию SIM-карты в сети, индивидуальный ключ Ki, предназначенный для шифрования (если быть более точным, то с помощью ключа Ki и генеруемого случайного числа с помощью алгоритма A8 создаётся 64-битный ключ Kc. Ключ Ki хранится на конкретной SIM-карте и в базе данных оператора, содержится в тайне и никогда не передается между оператором и абонентом, а ключ Kc используется для шифрования данных, передаваемых между сотовым телефоном и базовой станцией сети). Так же в ROM заносятся шифровальные алгоритмы и некоторые другие коды, в том числе список разрешенных сетей (коды TMSI — Temporary Mobile Subscriber Identity, LAI — Location Area Identification), PUK — Personal Unblocking Key для разблокирования SIM-карты в случае троекратного неправильного ввода PIN-кода.

Сим-карта - устройство, представляющее собой модуль идентификации абонента. Это интегральная схема, предназначенная для безопасного хранения номера международной идентификации абонента мобильной связи (IMSI) и связанного с ней ключа, которые используются для идентификации и аутентификации абонентов на устройствах мобильной телефонии (например, мобильные телефоны и компьютеры). Кроме того, можно хранить контактную информацию на многих SIM-картах.

SIM-карта является частью функции универсальной (UICC), которая обычно изготавливается из ПВХ со встроенными контактами и полупроводниками. Сим-карта, устройство которой основано на цифровой технологии, может передавать данные между различными мобильными аппаратами.

SIM-карта содержит:

уникальный (ICCID);
международный идентификатор мобильной связи (IMSI);
аутентификацию и шифрование;
временную информацию о локальной сети;
список служб, к которым пользователь имеет доступ;
устройство сим-карты телефона также имеет два пароля: персональный идентификационный номер (ПИН) для обычного использования и персональный код разблокировки (PUK) для разблокировки ПИН-кода.

История и выход на рынок

Первоначально формат SIM был определен Европейским институтом стандартов телекоммуникаций в спецификации с номером TS 11.11, описывающим физические и логические свойства сим-карты. С развитием UMTS спецификационная работа была частично перенесена на 3GPP.

Первая SIM-карта была разработана в 1991 году производителем мюнхенских смарт-карт Giesecke&Devrient, который продал первые 300 экземпляров финскому оператору беспроводной сети Radiolinja.

Инактивация

Во многих договорных соглашениях «с оплатой по ходу» вам необходимо периодически использовать предоплату, чтобы избежать истечения срока действия учетной записи. Этот период зависит от операторов сети, но обычно определяется период в три месяца. Это иногда связано с тем, что SIM-карта становится неактивной в сети.

Регистрация

Большинство стран и операторов требуют идентификации для активации услуги, но есть некоторые исключения, такие как SAR Гонконга.

Как устроена сим-карта телефона?

Для SIM-карт предусмотрено три рабочих напряжения: 5 В, 3 В и 1,8 В. Рабочее напряжение большинства «симок», запущенных до 1998 года, составляло 5 В. Созданные впоследствии карты совместимы с 3 В и 5 В. Современные экземпляры поддерживают напряжение 5 В, 3 В и 1,8 В.

Данные

На SIM-картах хранится информация о сети, используемая для аутентификации и идентификации абонентов в сети. Наиболее важными из них являются ICCID, IMSI, ключ аутентификации (Ki), идентификатор локальной зоны (LAI) и номер оператора.

Сим-карта, устройство которой основано на схемах, также хранит другие данные, зависящие от оператора, такие как номер центра службы коротких сообщений (SMS ServiceServiceName), имя поставщика услуг (SPN), номера служебных номеров (SDN), параметры Advanceofcharge и приложения с добавленной стоимостью (VAS).

SIM-карты могут поставляться в различных объемах данных от 8 до, по крайней мере, 256 КБ. Все они позволяют хранить максимум 250 контактов, но, если в версии 32 КБ имеется место для 33 кодов мобильных сетей (MNC) или «сетевых идентификаторов», разновидность на 64 КБ имеет место для 80 MNC. Этот показатель используется сетевыми операторами для хранения информации о предпочтительных сетях и в основном применяется, когда SIM находится не в своей домашней сети, а в роуминге. Что означает такое устройство сим-карты телефона?

Оператор, который выпустил «симку», может использовать это, чтобы подключить телефон к предпочтительной сети, чтобы использовать наилучшее коммерческое соглашение для исходной сетевой компании. Это не означает, что телефон, содержащий эту SIM, может подключаться максимум к 33 или 80 сетям, а значит лишь то, что эмитент SIM-карты может указывать только до этого количества предпочтительных сетей. Если «симка» находится за пределами этих предпочтительных сетей, она будет использовать первую или лучшую доступную из них.

ICCID

Каждая SIM-карта идентифицируется на международном уровне по идентификатору интегральной схемы (ICCID). ICCID хранятся на сим-картах, а также выгравированы или напечатаны на корпусе во время процесса персонализации.

ICCID определяется рекомендацией ITU-T E.118 в качестве Первичного номера. Его компоновка основана на ИСО/МЭК 7812. Согласно E.118 число может составлять до 22 цифр, включая одну контрольную цифру, вычисленную с использованием алгоритма Луна. Однако Фаза 1 GSM определила длину ICCID как 10 октетов (20 цифр) с конкретной структурой оператора.

Международная идентификация мобильного абонента (IMSI)

SIM-карты идентифицируются в индивидуальных сетях операторов с помощью уникальной международной идентификации мобильного абонента (IMSI). Операторы 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.

Ключ аутентификации (Ki)

Kni - это 128-битное значение, используемое для аутентификации SIM-карт в мобильной сети GSM (для сети USIM вам все равно нужен Ki, но требуются другие параметры). На каждой SIM-карте хранится уникальный Ki, присвоенный ей оператором во время процесса персонализации. Этот параметр также хранится в базе данных (называемой центром аутентификации, или AuC) в сети оператора связи.

Как устроена сим-карта с учетом вышеизложенного? Разработана она таким образом, чтобы не допускать получения Ki с помощью интерфейса смарт-карты. Вместо этого SIM-карта предоставляет функцию «Запустить GSM-алгоритм», которая позволяет телефону передавать данные на «симку», которая должна быть подписана с Ki. Это по идее делает использование сим-карты обязательным, если Ki не может быть извлечено с SIM-карты или оператор желает раскрыть этот параметр. На практике криптографический алгоритм GSM для вычисления SRES_2 (см. шаг 4 ниже) из Ki имеет определенные уязвимости, которые могут позволить извлечение этого значения с «симки» и создание дублированной SIM-карты.

Процесс аутентификации

Когда мобильное оборудование запускается, оно получает идентификатор международного мобильного абонента (IMSI) с SIM-карты и передает его оператору мобильной связи, запрашивая доступ и аутентификацию. Мобильное оборудование может передать PIN-код на сим-карту прежде, чем она откроет эту информацию.

Идентификация области местоположения

SIM хранит информацию о состоянии сети, которая принимается из идентификатора области расположения (LAI). Сети операторов делятся на районы расположения, каждый из которых имеет уникальный номер LAI. Когда устройство меняет местоположение, оно сохраняет новый LAI на SIM-карте и отправляет его обратно в операторскую сеть с новым местоположением. Если устройство работает циклически, оно будет извлекать данные с «симки» и выполнять поиск предыдущего LAI. На этой особенности работают и некоторые подслушивающие устройства с сим-картой.

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.

Сим-карта: устройство и форматы

С годами развития SIM-карты стали меньше, а их функциональность не зависит от формата. За полноразмерной «симкой» последовали мини-SIM, micro-SIM и nano-SIM. Сегодня они даже бывают встроены в устройства.

Полноразмерная SIM-карта

Полноразмерная сим-карта (или 1FF, 1-й форм-фактор) стала первым форм-фактором. Она имеет размер кредитной карты (85,60 × 53,98 × 0,76 мм). Позже меньшие «симки» часто продавались встроенными в полноразмерную карту, из которой их можно вытолкнуть.

Mini-SIM

Карта mini-SIM (или 2FF) имеет такое же контактное устройство, что и полноразмерная сим-карта, и обычно поставляется в полноразмерном адапторе, прикрепленной к нему соединительными элементами. Эта схема позволяет использовать ее и в устройстве, требующем полноразмерной карты, и в аппарате, требующем мини-SIM-карту (после разрыва соединительных элементов). Поскольку полноразмерная «симка» больше не используется, некоторые поставщики называют этот форм-фактор стандартной или обычной SIM-картой.

Micro-SIM

Карта micro-SIM (или 3FF) имеет аналогичную толщину и расположение контактов, но ее отличает уменьшенная длина и ширина.

Формат микро-SIM был представлен Европейским институтом стандартов телекоммуникаций (ETSI) для установки в устройствах, слишком маленьких для мини-SIM-карты. Форм-фактор был упомянут в рабочей группе 3GPP SMG9 UMTS, которая является органом, устанавливающим стандарты для SIM-карт GSM, в декабре 1998 года, и впоследствии согласован в конце 2003 года.

Микро-SIM была разработана для Основной проблемой была контактная область чипа. Сохранение одной и той же области контакта позволяет микро-SIM быть совместимой с предыдущими, более крупными считывателями SIM-карт за счет использования пластиковых вырезов. Устройство было также разработано для работы на той же скорости (5 МГц), что и предыдущая версия. Одинаковые размеры и положение контактов привели к многочисленным учебным пособиям и видеороликам YouTube с подробными инструкциями, как обрезать мини-SIM-карту на размер micro-SIM. Однако такие действия в домашних условиях иногда приводят к тому, что в результате сим-карта не соответствует устройству или вовсе приходит в негодность.

Nano-SIM

Карта nano-SIM (или 4FF) была представлена 11 октября 2012 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 2012 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.