Сегодня мы рассмотрим: Настоящие ценители музыки знают, что для качественного...
Проблема №1. Вакханалия форматов
Переставляя симки из одного аппарата в другой мы часто сталкиваемся с проблемой разнокалиберности SIM-карт:
Mini-SIM - 25×15×0,76 мм;
Micro-SIM - 15×12×0,76 мм;
Nano-SIM - 12,3×8,8×0,67 мм
Что делать?
Если повезло с оператором, то ничего делать не надо, так как некоторые операторы поставляют сим-карты в комплекте со всеми адаптерами - в виде этакой матрёшки. У таких адаптеров есть только один недостаток - карта может вылезать из адаптера при попытке установить симку в слот.
Этого недостатка лишены адаптеры, плакированные с одной стороны пластиковой плёнкой. Например, широко распространены такого рода адаптеры с кличкой «NOOSY».
Гнездо под SIM-карту производится вырубкой (штамповка), в результате чего имеет агрессивно-острые края. 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.
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. Внешнее ребро тоже не сахар - очень затрудняет установку SIM-карты в разъём.
Доработка адаптера
Оправдавшим себя приёмом устранения проблемы является организация (пропиливание) на адаптере плавных «въездов » для контактов разъёма (наклонных канавок с глубиной на входе ~0.2 мм и шириной 1.0÷1.3 мм).
Оптимальным инструментом для доработки представляется «дремель» с цилиндрической (01.1÷1.5 мм) фрезой с твердосплавным напылением (беззубой!).
Им удаётся (при твёрдой руке) пропилить наклонные (~15°) въезды на внутреннем ребре без нарушения нижней плёнки окна SIM-карты. Опиливать ребро по всей длине не рекомендуется - ухудшается фиксация карты в адаптере. А потренироваться можно на наружном ребре (хотя кромку наружного ребра можно просто сгладить надфилем по всей длине).
Результат представлен на картинке. Получилось не очень аккуратно, но проблема решена - карта легко вставляется и извлекается, при этом надёжность контакта не снизилась.
Наружная поверхность адаптера белого цвета, внутренний слой - полупрозрачный, из-за чего на тёмном фоне «въезды» выглядят чёрными. Правый адаптер без SIM-карты и видны блики от «дна гнезда» - нижней плёнки.
А если я уже выдрал контакты SIM-слота?
За ремонт такого 100-баксового смартфона стандартные ремонтники запрашивают 5÷7 тыс. руб (они, как правило, «умеют» только заменять материнскую плату целиком, а это $45÷50 только на приобретение). Свой я починил за 800 руб суммарно у «продвинутого» ремонтника, предварительно купив разъем на AliExpress. Но потеря ~4-х дней на поиски подходящей модели среди всех необозначенных моей маркой разъемов и полтора месяца ожидания посылки - это тоже недешево.
#) Кстати (для поисков), для Jiayu G2F подходят двойные SIM-слоты от смартфонов:
Lenovo:
A505e, A520, A560e, A580, A780t, A800, A2105, P90w, S720, S850E;
Huawei:
G600, G7300, T00, Y320, Y325, Y518;
Coolpads
: 7260;
И, как я понимаю, владельцы таких смартфонов вполне могут столкнуться с такой же проблемой.
Полагаю, что владельцам SIM-слотов «другой породы» эта информация тоже может пригодиться. Может быть «богу свечка» никому и ничего не освещает, но на душе-то - спокойней!
Обсуждение: 9 комментариев
И не забываем, что на самой мини/нано карте тоже имеются небольшие «литники» пластика, эдакий «бонус» от производителя. Их тоже, сносим «нулёвкой», но вот тут — аккуратнее, не нарушаем позолоты контактов самого чипа. Со временем сама нашахнется, мы же её лочим именно для частого » вынул-запихнул»…
Ответить
Проблема «выпадения» мини/нано сим, из адаптера решается просто — пару капель «секундного» клея, две минуты ожидания и юзайте, как «цЕлую»сим. Излишки клея, коли руки искривились неожиданно — снимаем » нулёвкой». И небольшой «P.S.» — необязательно проявлять искусство ювелира, вытачивая канавки под каждый контакт. Достаточно просто скруглить грани адаптера, — не четыре канавки, а одну, на всю ширину.
Ответить
вот операторы обнаглели мини сим будет еще долго актуально а они навязывают универсальнные сим карты многие уже сломали свои телефоны и гаджеты благодаря этим универсальнным симкартам мое мнение чтобы людям давали выбор симкарт нужного размера
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.
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 [ ,
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).
