Сим-карта ( SIM-карта , от англ. Subscriber Identification Module — модуль идентификации абонента) — идентификационный электронный модуль абонента, применяемый в мобильной связи . SIM-карта имеет собственный процессор , генератор псевдослучайных чисел , собственные оперативную , энергонезависимую и постоянную память , являясь, фактически, самостоятельным небольшим компьютером с операционной системой и набором программ .

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

История

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

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

Стандарты

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

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

Функции и характеристики

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

Также SIM-карта может хранить дополнительную информацию, например:

• телефонную книжку абонента
• списки входящих/исходящих/пропущенных телефонных звонков
• текст входящих/исходящих SMS .

В современных телефонах чаще всего эти данные не записываются на SIM-карту, а хранятся в памяти телефона, поскольку SIM-карта имеет достаточно жёсткие ограничения на формат и объём хранимых на ней данных.

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

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

При утрате сим-карты абонент должен поставить в известность оператора, утерянная карта блокируется, и абоненту выдаётся новая карта (платно или бесплатно, в зависимости от условий оператора). Номер телефона, баланс и все подключённые услуги при этом остаются неизменными, но все абонентские данные, хранившиеся на SIM-карте, не подлежат восстановлению (подлежат если была синхронизация с облачным хранилищем, Google drive, Apple iCloud.)

Форматы и размеры сим-карт

SIM-карты в течение нескольких десятилетий постепенно уменьшались в размерах, однако сохраняли функциональность и совместимость вне зависимости от формата. Изначально карты выпускались в полноразмерном формате, затем в виде mini-SIMs. С середины 2000-х внедряются карты формата micro-SIM. С начала 2010-х — nano-SIM. Иногда, например в устройствах M2M , функции SIM-карт реализуются встроенной в устройство микросхемой.

Размеры SIM-карт

Формат SIM-карты	Год появления	Стандарты	Длина (мм)	Ширина (мм)	Толщина (мм)	Объём (мм 3 )	Поколение сотовой связи
Полноразмерные (1FF)	1991	ISO/IEC 7810 :2003, ID-1	85,60	53,98	0,76	3511,72
Mini-SIM (2FF)	1996	ISO/IEC 7810:2003, ID-000	25,00	15,00	0,76	285,00	2G, 3G, 4G
Micro-SIM (3FF)	2003	ETSI TS 102 221 V9.0.0, Mini-UICC	15,00	12,00	0,76	136,80	2G, 3G, 4G
Nano-SIM (4FF)	2012	ETSI TS 102 221 V11.0.0	12,30	8,80	0,67	72,52	2G, 3G, 4G
Встроенные SIM (Embedded-SIM)	2019	JEDEC Design Guide 4.8, SON-8	-	-	-

• Полноразмерная SIM-карта (86×54x0,84 мм — размером с банковскую карту ) — устаревший стандарт, использовался в ранних сотовых телефонах;
• Mini-SIM-карта (25×15x0,76 мм) — устаревший стандарт, используется в GSM и 3G телефонах, выпущенных с 1992 года. Впервые был применён в /3300. В настоящее время используется только в некоторых кнопочных телефонах или спецустройствах, типа трекеров;
• Micro-SIM (15×12x0,76 мм) — используется в моделях с 3G и LTE (типа Nokia N9 , всех моделях устаревшей линейки Nokia Lumia , LG U880, Samsung Galaxy S III , некоторых моделях BlackBerry , например Z10, Q10, Sony Xperia , LG Nexus 5 и других)
• Nano-SIM (12,3×8,8x0,67 мм) — самый широкоиспользуемый стандарт сим карты, на 2021 год. Применяется во всех современных смартфонах. Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ( ETSI ) был утверждён следующий размер Nano-SIM: длина — 12,3 мм, ширина — 8,8 мм, а толщина — 0,67 мм. Официальный стандарт Nano-SIM предполагает полную совместимость с предыдущими вариантами. По существу, новая сим-карта является такой же, как и предыдущие размеры SIM, только с полностью убранными пластиковыми краями. При принятии решения эксперты посчитали, что предложение от Apple наиболее удобное и простое .

Прорабатываются варианты SIM-карт следующего поколения (5FF, англ. eUICC ), которые, вероятно не будут сменными .

SIM-карты обычно выпускаются в виде пластиковых карт большего размера, из которых по заготовленному шаблону извлекается («выламывается») модуль формата Mini/Micro/Nano.

Micro-SIM

Micro-SIM (3FF) — созданная в 2003 году миниатюрная альтернатива SIM-карты для идентификации абонентов на мобильных устройствах. Физический размер карты составляет 12×15 мм. Micro-SIM меньше, чем mini-SIM, использовавшаяся ранее в мобильных устройствах, однако контактная пластина и интерфейс обмена у них, как правило, идентичны. Поэтому в большинстве случаев можно получить micro-SIM из mini-SIM путём обрезки пластикового корпуса . Первыми устройствами, использующими micro-SIM, стали iPhone 4 , выпущенные в июне 2010 года.

Nano-SIM

Формат Nano-SIM (4FF) с размерами 12,3×8,8x0,67 мм был введён в октябре 2012 года. Такие карты стали ещё меньше предыдущих форматов и при этом сохранили расположение контактов. Также они на 12 % тоньше, чем ранее применявшийся вариант 0,76 мм. С помощью адаптера 4FF карта может использоваться в качестве 2FF или 3FF .

Первыми устройствами, использующими nano-SIM, стали iPhone 5 , выпущенные в сентябре 2012 года.

eSIM

Кардинально решить проблему миниатюризации мобильных устройств предложила GSMA в 2014 году в виде технологии Remote SIM Provisioning . В рамках этой технологии предлагалось SIM-карту в виде микросхемы запаивать в устройство на этапе его изготовления (отсюда встроенная SIM, embedded-SIM, e-SIM). Оператор мобильной связи передает клиенту не SIM-карту, а набор зашифрованных данных, которые клиент вводит в свое устройство. Новая технология позволит не только отказаться от слотов под SIM-карты и самих карт, но и устанавливать в одно устройство несколько профилей операторов, решив проблему нескольких SIM-карт.

Virtual SIM

Virtual SIM — общее название разнообразных нестандартных технических решений, позволяющих вынести SIM-карту из мобильного телефона. SIM-карта устанавливается в специальное устройство, подключенное к интернету (например, модем, другой сотовый телефон, специальный сервер SIM-карт) или связанное с сотовым телефоном пользователя по беспроводному каналу (например, Bluetooth). В мобильном телефоне пользователя устанавливается программное обеспечение, позволяющее при запросе оператора сотовой связи перенаправить этот запрос к SIM-карте через интернет или другой канал связи.

Такая технология может применяться для быстрого переключения между несколькими SIM-картами, перенаправления звонков между регионами обслуживания, упрощения и уменьшения мобильного устройства связи за счет отказа от слота для SIM-карт.

iSIM

iSIM (integrated SIM) — встраиваемая в однокристальную систему SIM-карта. Её концепцию описывала IBM ещё в 2018 году. Стартом массового внедрения этой технологии можно считать 2023 год, поскольку 1 марта компании Qualcomm и Thales сертифицировали первую коммерческую iSIM, соответствующую стандартам международной организации GSMA. У неё такие же преимущества, как и у eSIM: она меньше физической SIM-карты, может подключаться к нескольким операторам, имеет повышенную защиту и может настраиваться удалённо (без посещения салона оператора). Однако при этом её размер ещё меньше, чем у eSIM (площадь меньше 1 квадратного миллиметра), а энергопотребление ниже, поскольку не нужен отдельный микропроцессор.

Мультисим-карты

Мультисим-карты ( «MultiSim» ) — устройства, имеющие форму обычной SIM-карты (GSM-стандарта) и состоящие из микропроцессора (PIC-processor PIC16F877) и дополнительного модуля памяти (24C64 — 24C256). Микропроцессор работает под управлением специальной микропрограммы (SIM-EMU 6.01), выполняющей помимо этого функции обычной SIM-карты. Данная концепция даёт возможность записать в карту MultiSim нужные данные сразу нескольких SIM-карт и использовать тот номер, который наиболее удобен на данный момент. Выбрать нужный номер можно в специальном меню (с использованием технологии «SIM Tool Kit» ) или при вводе PIN-кода нужного номера. ^{[ источник не указан 1158 дней ]}

PIN-код

При выпуске SIM-карты ей присваивается четырёхзначный цифровой PIN-код , который записывается на карту, а также передаётся абоненту вместе с картой.

При включении соответствующей опции PIN-код будет запрашиваться телефоном при каждом включении для того, чтобы получить доступ к данным на SIM-карте. В 2010-х годах опция отключена по умолчанию в большинстве выпускаемых SIM-карт.

Если PIN-код три раза подряд введён неправильно, карта блокируется и может быть разблокирована только при помощи введения персонального разблокировочного кода PUK1 ( PIN Unblocking Key ), который также передаётся абоненту вместе с картой. Если PUK-код не удаётся ввести правильно за десять попыток, то SIM-карта блокируется полностью и требуется её замена . С помощью кода PUK пользователь может также изменить PIN-код .

Некоторые SIM-карты имеют второй набор PIN-кодов: PIN2 и PUK2 для работы с несколькими дополнительными услугами.

Если SIM-карта не установлена в телефон или если не введён правильный PIN-код, то телефон не может совершать никакие звонки в сотовой сети, за исключением вызова экстренных служб (номер 112 или 911). Все остальные функции у классических телефонов при этом обычно блокируются, однако смартфоны и коммуникаторы способны работать в таких условиях.

ICCID

ICCID (аббр. от англ. integrated circuit card identifier ) — уникальный серийный номер SIM-карты. Обычно именно этот код печатается на SIM-карте. ICCID определяется в соответствии со стандартом ITU-T E.118 . В соответствии с этим стандартом длина ICCID — 19 цифр (ICCID старых SIM-карт может иметь длину в 20 цифр):

• Идентификационный номер эмитента (до 7 цифр):
  • 2 цифры — Major Industry Identifier (идентификатор индустрии, по ISO/IEC 7812-1), для SIM-карт всегда 89 ;
  • 2-3 цифры — телефонный код страны (по E.164 ), 701 для России, 380 для Украины и т. д.;
  • 1-4 цифры — код эмитента;
• 11 или более цифр — определяются оператором при производстве карты по внутренним правилам;
• 1 цифра (последняя) — контрольная цифра, вычисленная по алгоритму Луна от всех остальных чисел.

Первые три поля цифр (до 7 в совокупности) ICCID имеют название Issuer Identification Number (идентификационный номер эмитента), и выдаются ITU-T каждому оператору связи, который планирует выпуск SIM-карт. Они обновляются ITU-T в своих операционных бюллетенях два раза в месяц (последний No. 1163 от 1 Января 2019), также есть листы со всеми IIN, последний из них от 1 декабря 2018 г.

Примеры Issuer Identification Number:

• Билайн : 89 7 0199
• МТС : 89 7 0101
• МегаФон : 89 7 0102
• Теле2 : 89 7 0120
• Vodafone UA: 89 380 01

SIM Tool Kit

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

Часто STK используется для реализации сервиса SIM-меню, имеющегося у большинства российских операторов. Для взаимодействия с оператором это приложение использует скрытые от абонента SMS -, USSD - или CB -сообщения.

Известны случаи реализации оператором сотовой связи рекламы на смартфонах при помощи диалоговых окон STK (например, T-mobile в некоторых регионах ), при этом единственным способом её полного отключения может являться отключение или удаление системного приложения STK.

Критика

Восстановление данных

Работа с данными (контактные номера, SMS-сообщения и т. д.), хранящимися на SIM-карте, происходит посредством телефона. Однако при удалении этих данных через телефон они удаляются не полностью, а лишь помечаются как удалённые, а значит, их можно восстановить . Для восстановления удалённых данных (а также их полного удаления) с SIM-карты существует специализированное программное обеспечение, например, от Paraben Corporation .

Уязвимости

В 2011 году компания Security Research Labs под руководством (Karsten Nohl), начала тестирование безопасности SIM-карт. Итогом двухлетней работы, стало выявление уязвимости SIM-карт на устаревшем криптоалгоритме DES , из-за которого можно получить полный доступ к содержимому SIM-карты. По данному исследованию, 31 июля 2013 года, Карстен Ноль предоставил свой доклад на конференции BlackHat .

См. также

• Смарт-карта

Примечания

Ссылки

• // 3dnews, 26 сентября 2005
• // Компьютерра, 22 апреля 2010