Можно ли считать информацию с сим карты

Содержание статьи

Ковыряемся в SIM-карте: процессор, память, файловая система + I/O

Трудно найти человека, не знающего, что такое SIM-карта или Subscriber Identity Module — модуль идентификации абонента. Этот кусочек пластика с золотистыми контактами на одной из поверхностей является ключом к услугам, предоставляемым оператором мобильной связи. А ещё внутри SIM-карты находится специализированный компьютер с достаточно сложной функциональностью.

SIM-карта — это та же процессорная кредитка, но в профиль

SIM-карта на самом деле одна из разновидностей более общей сущности – процессорной «умной карты» (Smart Card).

Процессор в теле SIM-карты

Такие «умные карты» могут использоваться в различных целях:

Идентификации абонентов мобильной связи.
Предоставления доступа к зашифрованному контенту различных платных систем, например, телевидения.
Как банковские карты
Для идентификация пользователя, которому предоставляется доступ к корпоративным сетям и т.п.

В различных системах мобильной связи модули идентификации абонентов называются по-разному. В стандартах GSM использовалось название SIM – Subscriber Identity Module, которое и закрепилось в обиходе. Модуль идентификации, используемый в сетях UMTS (3G) часто называют USIM – Universal Subscriber Identity Module, что на самом деле не совсем верно! Сам модуль называется UICC – Universal Integrated Circuit Card – универсальная карта с интегральной схемой («умная карта»), а USIM – это приложение (application), которое работает внутри UICC и используется для идентификации и обслуживания абонента в сети UMTS (3GPP TR 21.905).

В сетях CDMA для идентификации абонентов используется R-UIM – Removable User Identity Module. Слово Removable (сменяемый) подчеркивает его новый статус, поскольку раньше, в сетях IS-95 (стандарт связи, на базе которого работали сети CDMA в США, России и других странах, например, СОНЕТ в Москве) элементы, идентифицирующие абонента, размещались среди электронных компонентов телефона. Очевидно, что использование R-UIM существенно упрощает и замену телефона при его неисправности или покупке нового, и позволяет воспользоваться телефоном другого стандарта в роуминге.

Но далее речь пойдет о модулях идентификации абонентов, используемых в сетях GSM-UMTS, которые по традиции будем называть SIM или картами.

Померяемся картами?

В настоящее время стандартизированы три формата модулей идентификации абонентов GSM-UMTS.

Три формата модулей идентификации абонента GSM-UMTS

ID-1 UICC – самый первый вариант – имеет размер обычной банковской карты. Многие помнят его по моделям 90-х годов – Motorola 8900, StarTAC и других. В настоящее время в новых моделях мобильных терминалов практически не используется из-за больших габаритов.

Plug-in UICC – наиболее распространенный сейчас формат. Обычно такие модули выламываются из карт размера ID-1 по просечкам, сделанным во время изготовления.

Mini-UICC – формат карт, который начала использовать компания Apple в iPhone 4, iPad, iPad 2. Сейчас и другие производители мобильных телефонов и других устройств намерены выпускать модели, в которые нужно будет вставлять модули именно такого формата. Иногда этот формат называют 3FF, или в просторечии «микро-SIM». И эти карты обычно выламываются из карты формата ID-1. Причины появления такого разнообразия очевидны – экономия места внутри корпуса телефона.

Универсальную просечку, позволяющую по выбору пользователя выломать из пластика карты ID-1 модуль размером как Plug-in, так и Mini-UICC, стараются не делать по соображениям надежности – при попытке выломать карту под формат Plug-in очень легко повредить остающиеся тонкие перемычки, после чего карта Plug-in будет ненадежно держаться в телефоне.

Карта ID-1 с «универсальной» просечкой для Plug-in и Mini-UICC

А смещение SIM-карты в держателе грозит проблемами с работой телефона. Минимальная неприятность – телефон просто не ощущает присутствия SIM и не регистрируется в сети. В худшем варианте может получиться, как при перепутывании проводов – попадание напряжения не по адресу и замыкание с непредсказуемыми последствиями.

Производители мобильных терминалов кто активно, кто менее решительно, обычно возражают и против использования адаптеров, которые рекламируются для использования в них карт формата Mini-UICC в телефонах, рассчитанных на карты формата Plug-in. Адаптер имеет чуть большую толщину, чем модуль Plug-in, а кроме того, щели на стыке карты и адаптера могут при установке SIM ломать контакты в телефоне, лишая пользователя шансов на гарантийный ремонт.

В некоторые устройства, работающие в мобильной сети (навигаторы, устройства для контроля местоположения транспортных средств и т.п.) модули идентификации абонентов могут просто впаиваться в виде микросхем, но обычным абонентам с такими модулями обычно сталкиваться не приходится.

Cколько должно быть контактов?

В обиходе встречаются модули с разным рисунком контактной площадки и разным числом контактов. Некоторые производители используют «фирменный» рисунок контактной площадки, в качестве своей визитной карточки.

Стандартами предусмотрены 8 позиций для площадок, через которые модули соединяются с мобильными терминалами, но не всегда используются все из них. Часто встречаются карты с 6-ю контактами, а остальная металлизированная часть обычно подключена к «земле».

Карты с 6-ю и 8-ю контактами

Используемые контакты:
С1 — Vcc — питание;
С2 — Reset – контакт управления картой;
С3 — CLK — Clock – тактовая частота;
C5 — общий («земля»);
С6 — Vpp – напряжение программирования, которое используется при записи служебной информации
C7 — I/O – линия последовательного интерфейса ввода/вывода.

Стандартами предусмотрено использование и контактов C4 и С8 в режиме обмена информацией с мобильным терминалом в режиме USB, обеспечивающем более высокую скорость передачи информации, чем через обычный I/O интерфейс SIM.

На практике сейчас режим USB-интерфейса фактически не используется, поскольку оборудование с этим интерфейсом практически не производится и не заказывается потребителями, поэтому эти контакты, даже если они есть на карте, соединены с «землей». В дальнейшем будет обсуждаться работа через линию I/O интерфейса.

Куда они воткнули компьютер?

Сравнивая электронное содержимое SIM с компьютером (особенно, с карманным), можно найти много одинаковых по функции элементов:

Процессор (CPU);
Оперативная память (ОЗУ, RAM);
Постоянная память для хранения операционной системы ПЗУ (ROM);
Память для хранения информации пользователей;
Файловая система;
Контроллер ввода-вывода (I/O controller).

Есть и отличия — то, чего нет в модуле:

Элементы интерфейса с человеком, которые попросту не нужны модулю.
Источник питания (используется питание терминала)
Генератор тактовой частоты (аналогично, снабжение из терминала).

Дополнительную информацию об архитектуре и производстве SIM можно посмотреть вот в этом топике.

Объем памяти, которую можно использовать для хранения информации в SIM, бывает разный и постепенно растет по мере развития технологий. Несколько лет назад была вспышка эйфории от появления технологии, позволяющей разместить в SIM гигабайты информации. Именно тогда после жаркой дискуссии в отрасли и двух туров голосования в GSM Association, был выбран стандарт USB для работы с большими объемами информации. Но потом эйфория стихла, и сейчас на рынке не так уж много и мобильных терминалов, способных работать с такими SIM, да и сами SIM с гигабайтным объемом памяти не пользуются особым спросом у операторов.

Можно ли хранить HD-фильмы на SIM-картах?

А зачем нужны большие объемы памяти SIM-карт и какие объемы памяти реально нужны?
Память SIM используется для нескольких целей:

Хранение информации, которая жизненно необходима для работы телефона с этой SIM в сети мобильной связи. Например, это IMSI – International Mobile Subscriber Identity — последовательность цифр, которая не только идентифицирует конкретную SIM и ее владельца, но и указывает, какой оператор из какой страны ее выпустил. Эта информация помогает в роуминге быстро разобраться, где узнавать, какие услуги можно предоставлять телефону с этой картой, ведь первые три цифры IMSI – это код страны, а следующие две цифры – код сети (в Америках код сети состоит из трех цифр). Это Ki – секретный ключ, который обеспечивает возможность для сети убедиться, что это действительно «своя» SIM-карта, а не какой-то мошенник использует чужой IMSI для получения доступа к услугам. Плюс файлы для хранения другой служебной информации.
Хранение пользовательской информации. Обычно в картах размещается телефонная книга, принятые SMS-ки. В картах для сети UMTS телефонная книга может иметь существенно большую функциональность, чем просто список имен и соответствующих им номеров телефонов. Можно к имени привязывать несколько номеров, добавлять адрес электронной почты и другую информацию. Однако в связи с развитием этих же функций в самих телефонах, эти возможности SIM практически не используются.
Размещение файлов приложений, которые могут выполняться во встроенной в SIM виртуальной Java-машине и обеспечивать предоставление некоторых услуг. Если оператор активно использует услуги на базе приложений, выполняемых в SIM-карте, то эта часть может занимать наиболее значимую часть памяти карты.

Очевидно также, что увеличение объема памяти удорожает SIM, и поэтому сейчас операторы, чаще всего, стараются ограничиться объемами, минимально необходимыми для размещения нужной информации.

Кто кем рулит?

Кроме того, что телефон или другой мобильный терминал предоставляет SIM-карте питание и сигнал тактовой частоты, он полностью отвечает и за обмен информацией между устройствами – телефон всегда выступает в роли ведущего, а карта всегда является ведомым.

Телефон посылает в SIM команды/запросы, а SIM только отвечает на них, сопровождая ответы информацией о статусе ответа.

В информации о статусе карта может подтвердить, что команда выполнена успешно, попросить дополнительное время на подготовку ответа, сообщить об ошибках различного типа или сообщить, что у нее есть специальная информация для телефона, которую тот может получить, послав в следующей команде специальный запрос на выборку.

Этот механизм передачи информации из карты в телефон обычно называют SIM (или Card) Application Toolkit, STK. Он используется для реализации различных услуг, в основе которых лежат программы-приложения (обычно написанные на JavaCE – Java Card Edition), исполняемые внутри SIM. В меню телефонов, с установленными SIM-картами основных операторов, можно найти пункты и целые деревья меню, сформированные на основе информации, предоставленной приложениями, работающими в SIM-картах.

На этой же технологии основана работа услуг реального времени, например, постоянно предоставляющих информацию об актуальном балансе.

Возможна организация роуминга для небольших компаний с использованием переключения двух IMSI в одной карте – одного, соответствующего своей сети, а другого – предоставленного «взаймы» другим оператором — «старшим братом». Например, сети «Билайн», работающие в странах СНГ, используют механизм Dual IMSI для предоставления услуг роуминга своим абонентам. В их SIM-картах прописаны один IMSI своей сети, а другой IMSI, соответствующий российской сети «Билайн». В российской сети «Билайн» эти IMSI зарезервированы в HLR для предоставления услуг роуминга «дочерним» компаниям и организованы каналы связи с ними. Абонент «Билайн» из «дочерней» компании, находясь, например, в европейской стране, с помощью STK-меню переключает режим работы SIM в роуминговый. В результате телефон с такой SIM-картой представляется для роуминговой сети, как принадлежащий абоненту российской сети «Билайн». Дальше все происходит, как обычно, только российская сеть «Билайн» организует передачу информации по поручению «дочерней» сети.

Внутри SIM можно организовать даже WEB-сервер! Так что, если кого-то смущает «рабское положение» SIM, он вполне может считать ее сервером.

Как оно включается и почему медленно грузит книгу?

После включения и запуска операционной системы телефон подает на SIM напряжение питания Vcc. Стандартами предусмотрены три номинала напряжений питания SIM – 5В, 3В и 1,8В.
Раньше выпускались карты, способные работать только при напряжении 5В. После появления телефонов, которые подавали на карту напряжение не более 3В, эти старые SIM постепенно были заменены новыми, способными работать от напряжения 3В, которые выдерживают и работу в телефонах, предоставляющих 5В.

Поскольку телефонов, которые предоставляют SIM-картам напряжение только 1,8В, пока не встречалось, современные SIM-карты проблем совместимости из-за напряжений питания не создают.

После того, как на телефон подано напряжение питания, подается сигнал тактовой частоты, и после установления стабильного режима поднимается напряжение на контакте Reset. Это служит для SIM-карты сигналом начала работы с нею, на что она отвечает последовательностью байтов, которая называется ATR (Answer To Reset).

Байты ATR содержат базовую информацию о возможностях карты и поддерживаемых протоколах обмена информацией. В частности, он могут подсказать телефону возможные варианты ускорения обмена информацией через интерфейс путем увеличения тактовой частоты и скорости передачи информации.

Прочитав информацию из ATR, телефон может запустить процедуру PPS (Protocol and Parameter Selection) согласования режима обмена информацией телефона с картой. Если телефон не способен найти вариант, приемлемый и для него и для SIM, то общение с картой продолжится в режиме по умолчанию (со скоростью 9600 бит/сек).

В таких случаях абоненты часто жалуются на слишком большую продолжительность считывания телефонной книжки из SIM-карты в телефон, почему-то укоряя при этом оператора, выпустившего SIM-карту.

«Привет, ты кто?»

В процессе включения SIM-карта и мобильный терминал (телефон) обмениваются «визитными карточками». Телефон считывает из SIM файл, содержащий SST – SIM Service Table — определенным образом закодированную информацию о тех функциях STK, которые SIM умеет выполнять. В свою очередь телефон отправляет в SIM-карту TERMINAL PROFILE — определенным образом закодированную информацию о том, какие функции общения с SIM он сможет поддерживать. В результате обе стороны получают информацию о способностях партнера и могут правильно взаимодействовать при реализации услуг на базе STK.

Файловая система и безопасность

SIM имеет многоуровневую иерархическую файловую структуру с разграничением доступа.
Доступ к файлам регулируется необходимостью предварительного предъявления пользователем кодов доступа разных типов.

Часть этих кодов доступа хорошо известна – это Personal Identification Numbers — PIN (он же PIN1) и PIN2. Другие коды используются для административного доступа к служебным файлам.

Что дает такое разграничение? Активированный запрос PIN позволяет обезопасить деньги на лицевом счете, связанном с SIM-картой, от несанкционированного использования посторонними лицами.

Другим важным приемом обеспечения безопасности является, например, невозможность считывания информации из некоторых файлов, например, считывание ключа Ki, который используется в различных криптографических алгоритмах при аутентификации абонента и формировании ключей шифрования трафика.

Почему полезно читать инструкции

Несколько лет назад на круглом столе по перспективам смартфонов, организованном одним из производителей, один из участников пожаловался мне, что у «Билайн» не хватает услуги очень полезной для родителей. Он хотел, чтобы родители могли бы ограничить для своих чад возможность позвонить только на определенный набор телефонных номеров – домой, родителям, бабушкам с дедушками, а на остальные номера телефон ребенка звонить не должен.

Каково же было его удивление, когда я показал ему работу функции FDN – Fixed Dialing Numbers, которая реализуется совместными действиями телефона и SIM-карты. Разрешенные номера с помощью телефона просто записываются в определенный файл SIM-карты, и доступ на изменение этого списка блокируется с помощью PIN2. После этого телефон с такой SIM будет отказываться звонить по номерам, не указанным в списке FDN.

Правда, нужно отметить, что не все телефоны поддерживают работу этой услуги.

Мойте руки перед едой

Кожа пальцев покрыта органическими жирными кислотами, которые при контакте вызывают коррозию металлических деталей. Мелкие детали — это как раз про контакты SIM-карты.
На фотке лазерная указка, поверхность которой после довольно редкого использования лишилась нескольких слоев металлического покрытия – хромирования и меднения как раз из-за этих жирных кислот! Как известно, «радиотехника – это наука о контактах», а у SIM их много!

Лазерная указка, пострадавшая от жирных кислот на пальцах

Подобная участь не должна постичь контакты SIM-карты, а для этого нужно всеми способами оберегать контакты SIM от загрязнения, и стараться не трогать их пальцами!

Если уж проблема с контактами между телефоном и SIM возникла, то помочь может аккуратная очистка контактов мягким ластиком. Только не нужно после операции очистки убирать крошки с контактов пальцами, иначе все проблемы начнутся сначала! Лучше просто сдуть их или аккуратно смыть спиртом.

Менять или не менять?

Однажды в офис «Билайн» пришел абонент, которого из сервиса по ремонту телефонов отправили менять SIM-карту, потому, что его вполне новый телефон самопроизвольно выключался во время звонка, проверки баланса, отправке SMS.

Пришлось объяснить ему, что выключение телефона не имеет никакой связи с исправностью SIM. С помощью ластика, я аккуратно почистил контакты на батарее и в телефоне, после чего телефон стал нормально работать. Попутно прочел абоненту маленькую лекцию о гигиене.

Конечно, не во всех случаях ситуация столь очевидна, и определить, кто виноват – телефон или SIM в том, что услуги не работают, не просто – ведь их общение происходит практически интимно. Особенно важно разобраться в причинах конфликтов при разработке новых услуг, использующих STK или при обнаружении проблем несовместимости SIM с какими-то моделями телефонов или других мобильных терминалов.

В таких случаях неоценимую услугу оказывает анализатор протоколов обмена информацией на интерфейсе SIM-терминал:

Анализатор протоколов обмена информацией между SIM и мобильным терминалом.

Вместо SIM-карты в терминал вставляется специальный пробник, а SIM подключается через гибкий шлейф. Во время работы вся информация о событиях, происходящих на интерфейсе, записывается в память подключенного к анализатору компьютера.

Сравнение собранной информации с требованиями стандартов, позволяет однозначно и убедительно установить виновную в конфликте сторону.

Конечно, в материале затронуты лишь некоторые особенности SIM-карт и их работы в телефонах, но если есть интерес к этой теме, просто задавайте вопросы, я обстоятельно отвечу.

P.S. Сегодня Boomboorum написал ещё обзор нашего офиса.

Источник

Секреты связи: Часть 1 – вскрываем SIM-карту

Введение

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.