Устройство и принцип работы SIM-карты

SIM (Subscriber Identity Module) – если дать простое определение, представляет собой чип, в который прошит абонентский номер.
Для чего необходимо данное устройство мы и рассмотрим в данной статье.

При регистрации телефона в сети, он прописывается в абонентской базе. На заре мобильной эры в качестве идентификатора телефона использовались уникальные номера, которые «прошивались» в процессе изготовления телефона. Если быть точным, то использовались ESN (Electronic Serial Number) – тот же номер в электронном виде. Именно ESN использовался в момент совершения звонков и для регистрации телефона в сети.
Поначалу этого было вполне достаточно. Разновидностей фирм-производителей было не много. И чаще всего одна компания поставляла как сетевое оборудование, так и мобильные телефоны. В этом случае телефоны часто прописывались в сети прямо на заводе, в конце этапа производства.
С увеличением марок телефона процесс регистрации телефона намного усложнялся. На тот момент при записи ESN не было единого стандарта. Наибольшим неудобством являлось то, что при прописке телефона в сети (при покупке, либо при смене телефона) абоненту приходилось приезжать в офис оператора связи.

Так продолжалось до начала 90-х годов. Именно в эти года начинает свою эксплуатацию GSM-стандарт. Перед разработчиками нового стандарта была поставлена задача по устранению вышеперечисленных неудобств. Проблему решили с помощью разделения идентификации телефонного аппарата и абонента. Каждый мобильный телефон имеет свой уникальный номер IMEI (International Mobile Equipment Identifier) – Международный Идентификатор Мобильного Оборудования. 15-значный номер можно увидеть на коробке и на самом телефоне.
Все абонентские данные были расположены в сменном чипе – SIM (Sibscriber Identity Module). Изначально замысел IMEI заключался лишь в проверке, насколько телефон легален. Если IMEI находился в черном списке, сеть оператора не регистрировала аппарат в своей сети.

Но сразу стоит отметить, что данная технология была плохо налажена. Много операторов сотовой связи вообще не проводят проверку IMEI. Именно поэтому рынок нелегальных телефонов достиг немалых объемов продаж. Правда, ситуация начинает меняться. Все чаще в новостях проходят сообщения о попытках создания отдельной базы ворованных телефонов (в рамках отдельной страны) и упрощения доступа к этой базе простых граждан.

Все данные, которые необходимы для идентификации абонента, находятся в SIM. Чипы прошиваются заранее, что намного упрощает процедуру регистрации телефона в сети – отпадает необходимость контакта с оператором связи. Никаких лишних манипуляций при смене телефонного аппарата производить не надо.

Несмотря на внешнюю простоту sim-карты на нее возложено немало функций. Такие функции как шифрование переговоров и аутентификация самой карты тоже реализованы именно в ней. Начинка современной sim тоже впечатляет. Кроме перепрограммируемой (EEPROM), постоянной (ROM) и оперативной (RAM) памяти также присутствуют узлы ввода-вывода и 8-разрядный процессор. Все это управляется своей операционной системой. Все это чудо техники вполне может посоревноваться по мощности с вычислительными машинами 80-х годов. Изначально в картах использовалось рабочее напряжение 5,5 V. В настоящее время оно составляет 3,3 V.

Расширение функционала сим-карты стал возможен благодаря технологии STK (SIM Application Toolkit). Данная технология представляет собой набор команд и процедур, прописанных на sim и предназначенных для расширенных возможностей обмена SMS. Последнее предложение, конечно, получилось немного мало понятным. Проще говоря, эта инновация внешне выглядит, как отдельный пункт меню в телефоне (обычно в «инструментах») – погода, новости, курсы валют, знакомства (наверное, самая часто используемая) и т.д. Весь широкий набор функций реализован по одному принципу – телефон формирует смс-запрос, результат возвращается тоже в виде сообщения.

С физической точки зрения SIM-карта представляет собой модификацию смарт-карты, которые широко используются в платежных системах. Благодаря этому SIM мало подвержен внешним воздействиям (электрическим, магнитным, механическим и т.п.). Часто проблемы с картой связаны с банальным плохим контактам. В процессе эксплуатации следует придерживаться нескольких правил. Во-первых, не следует прикладывать больших усилий в отношении SIM-карты т.к. корпус как таковой у нее отсутствует. Во-вторых, следует бережно относится к позолоченным контактам. При повреждении покрытия – дальнейшее окисление неизбежно.

В отдельную группу можно выделить телефоны, которые в народе называют «лоченные», от названия блокировки (SIM-lock). В таком случае телефон работает только с одним сотовым оператором. Данное ограничение реализовано программным методом. Способов довольно много. Самым распространенным является метод, при котором коды оператора (NCC) прописаны в программном обеспечении мобильного телефона. При включении телефона аналогичные коды считываются с SIM-карты. Если коды совпадают – телефон работает. Практика показала, что довольно легко обходится. Перепрошивка телефона в наше время не является чем-то особенным.

Изначально sim-карты имели формат кредитки – это являлось результатом попытки сделать возможность использования их в таксофонах. Нецелесообразность данного формата была определена довольно быстро. Был введен формат мини (используется в настоящее время). Довольно долго совместимость форматов решалась следующим путем (наверняка многие еще помнят данную процедуру) – карта поставлялась в большом формате и уже от нее отламывалась карта мини формата.

Нельзя обойти вниманием и такой параметр, как устойчивость карт против взлома. Такие вещи всегда актуальны. В подробности вдаваться не будем – это заслуживает отдельной статьи. Целью взлома sim-карты является извлечение следующих данных:

  • IMSI (International Mobile Subscriber Identity) – идентификационный номер абонента
  • Ki – индивидуальный ключ шифрования IMSI
  • программа криптографического алгоритма
    В современных сим-картах внутренняя структура не позволяет внешнее считывание этих данных – доступ к ним имеет только внутренний процессор. Взлом возможен только путем перебора необходимых номеров, что занимает приличный промежуток времени. Для противостояния данному методу взлома на картах стоит ограничение на максимальное допустимое количество обращений к карте (при нормальном использовании этого предела достигнуть невозможно). Стоит отметить, что данный метод не является 100% защитой от взлома.
    Самый действенный метод защиты при любом методе нелегального копирования sim – не оставлять карту посторонним людям на длительное время (хотя и на короткое тоже не стоит – вдруг незнакомец быстро бегает).

В заключении отмечу, что технология, реализованная при изготовлении sim-карт, используется не только в GSM-сетях. Так же используется в спутниковой связи, стандарте CDMA, в терминалах Wi-Fi и др.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: