Как работает сим карта в телефоне

Как работает сим карта в телефоне

Мобильный телефон может работать и без сим-карты – в режиме экстренных вызовов. Чтобы свободно звонить, отправлять и принимать сообщения – нужно вставить личную телефонную карту. Зная, из чего она состоит и как устроена, понимая принцип её работы, можно более полно и разумно использовать возможности смартфона и даже самого простого сотового телефона.

Из чего состоит сим-карта

Это один из видов процессорных карт. Она нужна для идентификации пользователя, подтверждает его право на получение услуг. Это переносной носитель для контракта.

Рабочий электронный компонент заключён в прочный тонкий корпус из ПВХ, размер которого постепенно уменьшался с развитием технологий – для экономии места внутри смартфона. Размер электронного модуля практически остался прежним.

Снаружи на электронном модуле находится металлическая пластина с контактами. Количество контактов и их рисунок у разных производителей не одинаковы. Через эти контакты осуществляется питание рабочих компонентов сим-карты, подаются команды управления, происходит ввод и вывод данных.

Металлические контакты портятся и окисляются под воздействием кожного жира, поэтому желательно не прикасаться к ним руками. Если причина неполадок в работе карточки – засорение контактов, можно аккуратно очистить их ластиком и протереть спиртом.

Внутреннее устройство – это компьютер в миниатюре. Сходство заключается в наборе функциональных элементов и принципе работы.

Главные элементы сим-карты:

  • процессор;
  • оперативная память;
  • постоянная память – здесь хранится операционная система;
  • память с файловой системой для хранения информации пользователей;
  • контроллер ввода и вывода данных.

Однако, человек напрямую воспользоваться этим компьютером не сможет. В нём отсутствуют элементы интерфейса. Обращение к процессору и памяти происходит средствами мобильного телефона. Питание блоков памяти, процессора и генератора тактовой частоты также обеспечивается его аккумуляторной батареей.

Что хранится в памяти?

Все функции сим-карты можно описать идентификационные и обслуживающие, которые реализованы посредством данных, хранящихся в разных отделах памяти. Принцип работы, подобно компьютеру, заключается в обращении к содержимому, его изменении, перезаписи, выполнении программ процессором.

  1. Самые важные данные, которые в ней хранятся – набор ключей. Первый – IMSI – определяет пользователя в мире сотовых сетей. Это уникальный номер, присвоенный оператором. В нём зашифрована информация о стране и «родной» сети абонента. Использование доступных сетей других операторов, в том числе зарубежных, происходит только в роуминге – при подтверждении эмитентом карты прав абонента на получение услуг мобильной связи. Второй важный секретный ключ – Ki – определяет абонента как правомочного как члена сети.
  2. Информация пользователей – входящие сообщения, список контактов, журналы вызовов. С развитием функционала сотовых телефонов и смартфонов эти возможности стали почти не актуальны.
  3. В постоянной памяти хранятся файлы Java-приложений, которые выполняются процессором при запросе. Обычно это услуги оператора – получение информации о состоянии счёта, погоде, новостях, подключение к чатам или работа с графическими сообщениями. Возможности этого раздела во многом зависят от способности телефона поддерживать имеющиеся функции.

Доступ содержимому карточки выглядит как ответы на запросы, сгенерированные внешним терминалом. Протокол запросов стандартный для всех операторов. Обращение к сети оператора происходит в зашифрованном виде – для максимально возможной защиты секретных ключей. Для доступа к некоторым данным и операциям нужны защитные коды – PIN и PUK.

Сим-карта – это сложное электронное устройство. Самое ценное в ней – уникальные коды, которые служат для идентификации абонента в сети. Встроенный процессор и система шифрования обеспечивают сохранность ключей от взлома мошенниками, а установленные Java-приложения расширяют возможности более простых моделей мобильных телефонов. Внимательно прочитав инструкцию к сим-карте, можно более тщательно настроить работу и безопасность телефона.

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.

Читайте также:  Как сделать прозрачную рамку в фотошопе

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.

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.

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.

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.

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».

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).

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».

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 вариант 1, вариант 2).

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.

Читайте также:  Как изменить учетную запись в аутлуке
07.11.2007 Что такое сим-карта и как она работает?

Теперь, в наше время, наверное, ни один человек не может представить себе жизнь без мобильной связи. Сотовый становится незаменимой вещью в любой ситуации. И, как показывает опыт, связи между мобильником и его владельцем могут позавидовать самые известные мобильные операторы.

Проведите такой эксперимент: не берите с собой мобильник хотя бы 1-2 дня. Могу сразу точно сказать, что вы не один раз пожалеете. А как же встречи, звонки и все остальное, что я пропустил из-за того, что у меня не было мобильника? – скажете вы.

А если вдуматься, то все эти чувства вызывает отсутствие небольшого кусочка пластика и полупроводников. Но почему, если телефон нам так дорог, мы о нем знаем так немного?

Давайте сегодня узнаем что-нибудь, например, о сим-карте.

Да что может быть в ней интересного, — скажете вы, и будете неправы. Ведь сим-карту можно сравнить с сердцем вашего телефона. На первый взгляд, все просто. Но с другой стороны, симка – это суперчип, или микрокомпьютер. Но все равно, его возможности использованы не на максимум.

Итак, сим-карта. Всем известно, что каждый телефон должен быть идентифицирован однозначно в сети оператора. Самый простой ответ на вопрос «Почему так должно быть?» — чтобы снять деньги за услуги с нужного номера. Так же идентификация является ключом ко всем услугам. Когда телефон регистрируется в сети, он получает уникальное обозначение. Это обозначение заносится в специальный реестр.

Сначала вопрос о присвоении каждому телефона персонального кода решался просто. Операторы в качестве этого кода использовали уникальный заводской номер аппарата ESN (Electronic Serial Number). Но очень скоро появились проблемы. На рынок стали выходить все новые производители сотовых телефонов и оборудования для мобильных сетей. Ведь для разных производителей все заводские номера разного формата. А как договориться, чтобы форматы был хотя бы похожи. Это невозможно, тем более, если хотеть договориться с конкурентом. Кроме того, некоторую часть аудитории такая система не устраивала. Тогда было решено найти альтернативу. И альтернатива была найдена.

Решение было поистине интересным. Было решено идентифицировать телефон и абонента отдельно. Сначала эта идея показалась гениальной, но потом появились некоторые проблемы (о них позже). Стандарт GSM предъявил такое требование: каждый телефонный аппарат должен иметь 15-значный IMEI-номер (International Mobile Equipment Identifier). Теперь каждый телефон распознавался в сети по этому номеру.

А вот абонент разделяется с сотовым телефоном. Но распознавался только мобильник, а не сам абонент. А для идентификации абонента стала служить сим-карта. Вы не сможете позвонить кому бы то ни было без вашей симки (если только в экстренные службы, вызов которых доступен и без сим-карты).

На первой стадии развития сим-карта должна была соответствовать следующим параметрам:

встроенный процессор для выполнения команд и память;

Все эти требования были выполнены успешно, и вот перед вами ваша сим-карта. Но прогресс не стоит на месте, и симка получала все большее развитие: увеличивалась память и набор функций. В будущем возможен резкий скачок в расширении памяти на сим-карте. В принципе, все готово к выпуску симки с памятью 1 Мб. Но никто не спешит ее выпускать. Но почему? Потому что уже есть флеш-карты с довольно большим объемом памяти. Впоследствии, думается, они станут универсальным хранилищем информации. А стоимость их разработки и производства намного ниже, чем у такого рода сим-карт. А вторым аспектом в пользу отказа от симок с расширенной памятью служат финансы потребителей. Зачем переплачивать (а ведь в таком случае это будет обязательным при покупке сим-карты) за лишнее свободное место на карте?

Еще одно русло развития сим-карт – это снижение напряжения питания. В этой области пока ведутся разработки.

Давайте рассмотрим этот микрокомпьютер поближе. Что нам стало известно: сим – это идентификационный модуль абонента, в котором находится микропроцессор и память, куда можно заносить различную информацию. Наибольший интерес представляет память, объем которой достигает 64 кб. И, к тому же, может служить емкостью для организации различных сервисных возможностей. А вы не задумывались, как появляются новые пункты в сим-меню вашего телефона? Это делается с помощью энергонезависимой памяти EEPROM. Она программируется дистанционно и только с разрешения пользователя. Поэтому с помощью присланного вам сообщения оператор добавляет новые пункты меню.

Еще один немаловажный момент – при извлечении сим-карты из телефона ее информация не стирается, а остается на ней самой. Обращаю ваше внимание еще и на то, что если при смене сим-карты появились или исчезли некоторые функции меню, в этом нет ничего удивительного.

А из каких элементов состоит память сим? Корневой здесь считается директория Master File (MF). В нее входят директории и файлы: Dedicated Files (DF) и Elementary File (EF). Во вспомогательных директориях тоже есть свои директории и файлы.

А что же содержится в файлах? Каждый элементарный файл (EF) может принадлежать к одному из трех семейств: циклические, прозрачные и линейные. Простейшие файлы содержат разного рода служебную информацию. Под определение такой информации подходят разнообразные данные: и список поддерживаемых языков, и IMSI-код абонента, и таблица доступных услуг. Элементарный файл состоит из двух частей: это тело (body) и заголовок (header). В заголовке содержатся условия доступа к самому файлу и его структура. Ну, а в теле содержатся уже сами данные этого файла.

Теперь давайте разберемся, что конкретно и в файле какого типа содержится.

Возьмем файл циклический. Он содержит некоторое, но определенное число неизменных по длине записей. Как только появляется новая запись, она автоматически помещается на первое место. А последняя стирается.

Прозрачный файл содержит определенное число байт. Они доступны как блоками, так и по отдельности. Для доступа к ним нужно знать их относительный адрес offset и длину length (для доступа к блоку).

Файл линейный содержит записи (records) установленной длины в определенной последовательности. Поэтому файл рассматривается как последовательный. Если не считать расширение файла, его объем может занимать 255 записей, каждая из которых по 255 байт.

Теперь о микропроцессоре.

Как и все остальные устройства такого класса, микропроцессор симки управляется командами. На данный момент мы знаем 18 команд. Не исключено, что существуют недокументированные команды, о которых нам пока не известно. Внимание, приготовьтесь представить себе сим-карту как полноценный компьютер (хоть и маленький). Это хитроумное устройство содержит встроенный микропроцессор. Он, как мы уже говорили, управляется командами. А во встроенной памяти, как вы уже, наверное, догадались, хранится информация. Она строго структурирована. Ваш компьютер иногда дает сбои? Учитывая то, что сим-карта – это тот же компьютер, только маленький, предупреждаю: как и у старшего брата-компьютера, и в работе симки бывают некоторые сбои.

Счастливые обладатели сим-карт могут принимать звонки и звонить сами, а также использовать другие услуги (например, передача информации). И если он зарегистрировался в сети, то его идентификация – ключ к использованию денежных средств.

Естественно, что как только где-то слышится запах денег, сразу находятся люди, которые хотят получить с этого свою выгоду. И, конечно, совсем не честным путем. К счастью, производители хотят предоставить пользователю возможность максимально защитить свои ценности. Для этого давно придуманы коды, пароли, шифры и так далее. И сим-карта тоже защищена. Для доступа к каждой сим-карте надо знать ее PIN-код (Personal Identification Number). У каждой сим-карты он уникален, и пользователь может его узнать при покупке самой симки. Чтобы иметь доступ почти ко всем функциям карты, вы должны запомнить этот код. Без него вы не сможете пользоваться некоторыми функциями. В случае ошибки (пользователю дается трехкратная попытка) идентификация не происходит и карта блокируется. Если три раза ошибиться в наборе PIN-кода, ваша сим-карта будет заблокирована. Реанимировать ее можно, набрав специальный PUK-код (Personal Unblocking Key). Но если его 10 раз подряд вести неправильно, то сим-карта «умрет».

С самого начала оба эти кода должны были состоять из 8 символов. Но, поскольку PIN используется чаще, чем PUK, то для простоты запоминания его сделали 4-значным. А PUK своей длины не поменял. Некоторые абоненты для удобства снимают защиту с сим-карты. То есть, для каких-либо событий (в том числе и при включении) телефон не требует от вас кода. Убрать защиту можно через меню телефона.

Кроме кодов PIN и PUK есть PIN2 и PUK2 коды. С их помощью можно открыть дополнительные возможности и функции сим-карты (можно запретить входящие или исходящие вызовы и так далее). И эту защиту можно снять. Это абонент тоже может сделать сам.

Как показывает статистика, больше всего урона работе сим-карты приносят механические повреждения. Ведь симка такая хрупкая! А у современных телефонов слоты и захваты для сим-карт очень жесткие. Опять же, по статистике, больше всего карт ломается именно в этом гнезде.

Конечно же, сейчас можно восстановить сим-карту – это дело пяти минут. Но вот информацию вы уже вряд ли сможете вернуть. Вторая по распространенности проблема связана с забыванием PIN-кода. Еще одна проблема – пользователи забывают PIN-код. Выше уже был описан процесс превращения карты в ненужный кусок пластика. Когда вам заменяют вашу симку, то вместе с новой картой вы получаете и новые защитные коды. Реже, но все-таки встречаются такие ситуации, когда телефонный аппарат перестает «видеть» вашу карту. В этом случае нужно почистить ее контакты этиловым спиртом и поставить обратно в телефон. Если и после этого чуда не произошло, следует немедленно обратиться в сервисную службу.

Как говорилось выше, сим-карта – это тот же компьютер, поэтому и она иногда дает сбои. Естественно, приятной такую ситуацию не назовешь. Но сим-карту можно БЕСПЛАТНО (требуйте этого) восстановить. К сожалению, о восстановлении информации речь уже не идет.

Теперь поговорим о том, как защитить вашу сим-карту от нехороших людей.

Можно ли создать клон вашей симки? В теории все очень легко: нужно скопировать с симки на диск служебную информацию, такую, как международный идентификационный номер абонента сотовой связи IMSI (International Mobile Subscriber Identity), программу криптографического алгоритма А3 и индивидуальный шифровальный ключ абонента Ki.

Вот так можно создать абсолютно точную копию оригинальной сим-карты. Но в сети сразу заметят присутствие совершенно одинаковых элементов. Но все операторы ведут очень строгий учет, поэтому при возникновении такой ситуации обслуживание обоих близнецов будет приостановлено до полного выяснения обстоятельств.

Но такой защитой не обладают некоторые менее развитые операторы мобильной связи. Поэтому мошенничества такого рода вполне может иметь место. Ну а все-таки, как же сделать клон сим-карты? Для этого нужно перехватить довольно большой пакет данных непосредственно в эфире. Потом найти там подходящие данные. Но заставить телефон быть в эфире столько, сколько надо похитителю данных, практически невозможно. Поэтому опасения вызывает лишь ситуация, когда у вас украли саму сим-карту.

Устройства для их чтения и записи можно купить в любом крупном городе без всяких лицензий. Ведь устройства, с помощью которых можно считать и записать всю необходимую информацию, можно приобрести без лицензии. А сфабриковать клон вашей симки – дело пары минут.

Итак, сим-карта – это такой же компьютер, только маленький. Еще ее можно назвать сердцем телефона. Но, к великому сожалению, симка тоже может сломаться. Так что берегите сердце вашего телефона от повреждений и грабителей.

Ссылка на основную публикацию
Как изменить учетную запись в аутлуке
После установки учетной записи в программе Microsoft Outlook, иногда требуется дополнительная настройка отдельных параметров. Также, бывают случаи, когда поставщик почтовых...
Драйвер для веб камеры на ноутбук acer
by Acer Inc. After you upgrade your computer to Windows 10, if your Acer Camera Drivers are not working, you...
Драйвер для микро сд карты
SD(miniSD,microSD) флеш-карточки формата SDHC (Secure Digital High Capacity), допускают объем от 2 до 32 гигабайт. Эти карточки имеют такой же...
Как изменить ттл на компьютере
TTL (Time To Live) — это значение времени, на протяжении которого пакет с данными блуждает по сети со способностью передачи...
Adblock detector