Thẻ SIM

Ngay lập tức chuyển hướng Micro-SIM. Đối với công ty, xem Tập đoàn MicroSim.

Thẻ SIM thông thường (mini-SIM có ngắt micro-SIM)

Thẻ mini-SIM bên cạnh các điểm tiếp xúc điện trong Nokia 6233

Thẻ SIM không dây TracFone không có dấu hiệu nhà mạng đặc biệt và chỉ được đánh dấu là Thẻ SIM SIM.

Mô đun nhận dạng thuê bao hoặc mô đun nhận dạng thuê bao (SIM), được biết đến rộng rãi là thẻ SIM, là một mạch tích hợp nhằm lưu trữ an toàn số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI) và khóa liên quan của nó, được sử dụng để nhận dạng và xác thực thuê bao trên các thiết bị điện thoại di động (như điện thoại di động và máy tính). Cũng có thể lưu trữ thông tin liên lạc trên nhiều thẻ SIM. Thẻ SIM luôn được sử dụng trên điện thoại GSM; đối với điện thoại CDMA, chúng chỉ cần cho các thiết bị cầm tay có khả năng LTE mới hơn. Thẻ SIM cũng có thể được sử dụng trong điện thoại vệ tinh, đồng hồ thông minh, máy tính hoặc máy ảnh.

Mạch SIM là một phần chức năng của thẻ thông minh vật lý tích hợp phổ quát (UICC), thường được làm bằng nhựa PVC với các tiếp điểm và chất bán dẫn nhúng. Thẻ SIM có thể chuyển giữa các thiết bị di động khác nhau. Thẻ thông minh UICC đầu tiên là kích cỡ của thẻ tín dụng và thẻ ngân hàng; kích thước đã giảm đi nhiều lần trong nhiều năm, thường giữ các tiếp điểm điện như nhau, do đó, một thẻ lớn hơn có thể được cắt xuống kích thước nhỏ hơn.

Thẻ SIM chứa số sê-ri duy nhất (ICCID), số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI), xác thực bảo mật và thông tin mã hóa, thông tin tạm thời liên quan đến mạng cục bộ, danh sách các dịch vụ mà người dùng có quyền truy cập và hai mật khẩu: số nhận dạng cá nhân (PIN) để sử dụng thông thường và mã bỏ chặn cá nhân (PUC) để mở khóa mã PIN.

Lịch sử và mua sắm

SIM ban đầu được Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu quy định trong thông số kỹ thuật với số TS 11.11. Thông số kỹ thuật này mô tả hành vi vật lý và logic của SIM. Với sự phát triển của UMTS, công việc đặc tả được chuyển một phần sang 3GPP. 3GPP hiện chịu trách nhiệm phát triển các ứng dụng như SIM (TS 51.011 [1]) và USIM (TS 31.102 [2]) và ETSI để phát triển thêm thẻ UICC.

Thẻ SIM đầu tiên được phát triển vào năm 1991 bởi nhà sản xuất thẻ thông minh Munich Giesecke & Devrient, người đã bán 300 thẻ SIM đầu tiên cho nhà mạng không dây Phần Lan Radiolinja. [3]

Ngày nay, thẻ SIM có mặt khắp nơi, cho phép hơn 7 tỷ thiết bị kết nối với các mạng di động trên toàn thế giới. Theo Hiệp hội các nhà sản xuất thẻ quốc tế (ICMA), đã có 5,4 tỷ thẻ SIM được sản xuất trên toàn cầu vào năm 2016 tạo ra doanh thu hơn 6,5 tỷ đô la cho các nhà cung cấp thẻ SIM truyền thống. [5] Sự gia tăng của mạng IoT và 5G di động được dự đoán sẽ thúc đẩy sự tăng trưởng của thị trường địa chỉ dành cho các nhà sản xuất thẻ SIM lên hơn 20 tỷ thiết bị di động vào năm 2020. [6] Việc giới thiệu SIM nhúng (eSIM) và Cấp phép SIM từ xa (RSP) từ GSMA [7] có thể phá vỡ hệ sinh thái thẻ SIM truyền thống với lối vào của những người chơi mới chuyên cung cấp thẻ SIM kỹ thuật số và các dịch vụ giá trị gia tăng khác cho điện thoại di động Nhà tổ chức mạng lưới.

Thiết kế

Cấu trúc và bao bì chip SIM

Có ba điện áp hoạt động cho thẻ SIM: 5 V, 3 V và 1.8 V (tương ứng ISO / IEC 7816 loại3 lớp A, B và C). Điện áp hoạt động của phần lớn các thẻ SIM được tung ra trước năm 1998 là 5 V. Thẻ SIM được sản xuất sau đó tương thích với 3 V và 5 V. Thẻ hiện đại hỗ trợ 5 V, 3 V và 1.8 V.

Chip silicon 4 x 4 mm trong thẻ SIM đã được bóc mở. Lưu ý các dây liên kết vàng mỏng và các vùng nhớ kỹ thuật số hình chữ nhật thông thường.

Thẻ SIM hiện đại cho phép các ứng dụng tải khi thuê bao sử dụng SIM. Các ứng dụng này giao tiếp với thiết bị cầm tay hoặc máy chủ bằng Bộ công cụ ứng dụng SIM, được 3GPP chỉ định ban đầu trong TS 11,14. (Có thông số kỹ thuật ETSI giống hệt nhau với cách đánh số khác nhau.) ETSI và 3GPP duy trì thông số kỹ thuật của SIM. Các thông số kỹ thuật chính là: ETSI TS 102 223, ETSI TS 102 241, ETSI TS 102 588 và ETSI TS 131 111. Các ứng dụng bộ công cụ SIM ban đầu được viết bằng mã gốc bằng API độc quyền. Để cung cấp khả năng tương tác của các ứng dụng, ETSI đã chọn Thẻ Java. [Cần dẫn nguồn]. Kích thước tiêu chuẩn bổ sung và thông số kỹ thuật quan tâm được duy trì bởi GlobalPl Platform.

Dữ liệu

Thẻ SIM lưu trữ thông tin cụ thể của mạng được sử dụng để xác thực và xác định các thuê bao trên mạng. Quan trọng nhất trong số này là ICCID, IMSI, Khóa xác thực (Ki), Nhận dạng khu vực địa phương (LAI) và Số khẩn cấp dành riêng cho người vận hành. SIM cũng lưu trữ các dữ liệu cụ thể của nhà mạng khác như số SMSC (Trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn), Tên nhà cung cấp dịch vụ (SPN), Số quay số dịch vụ (SDN), thông số Tư vấn và dịch vụ giá trị gia tăng (VAS). (Tham khảo GSM 11.11 [8])

Thẻ SIM có thể có nhiều dung lượng dữ liệu khác nhau, từ 8 KB đến ít nhất 256 KB. Tất cả có thể lưu trữ tối đa 250 số liên lạc trên SIM, nhưng trong khi 32 KB có chỗ cho 33 Mã mạng di động (MNC) hoặc số nhận dạng mạng, phiên bản 64 KB có chỗ cho 80 MNC. [Cần dẫn nguồn] Các nhà khai thác để lưu trữ dữ liệu trên các mạng ưa thích, chủ yếu được sử dụng khi SIM không nằm trong mạng gia đình của họ mà đang chuyển vùng. Nhà mạng đã cấp thẻ SIM có thể sử dụng thẻ này để kết nối điện thoại với mạng ưu tiên kinh tế hơn cho nhà cung cấp thay vì phải trả tiền cho nhà mạng mà điện thoại ‘đã thấy trước. Điều này không có nghĩa là điện thoại chứa thẻ SIM này có thể kết nối tối đa chỉ 33 hoặc 80 mạng, nhưng điều đó có nghĩa là nhà phát hành thẻ SIM chỉ có thể chỉ định tối đa số mạng ưu tiên đó. Nếu một SIM nằm ngoài các mạng ưu tiên này, nó sẽ sử dụng mạng đầu tiên hoặc tốt nhất hiện có.

ICCID

ICCID là định danh của chính thẻ SIM thực tế - tức là số nhận dạng cho chip SIM. Ngày nay, số ICCID cũng được sử dụng để xác định cấu hình eSIM và không chỉ thẻ SIM vật lý. Mỗi SIM được xác định quốc tế bằng mã định danh thẻ mạch tích hợp (ICCID). ICCID được lưu trong thẻ SIM và cũng được khắc hoặc in trên thân thẻ SIM trong quá trình gọi là cá nhân hóa. ICCID được xác định theo khuyến nghị của ITU-T E.118 làm Số tài khoản chính. [9] Bố cục của nó dựa trên ISO / IEC 7812. Theo E.118, số này dài tới 22 chữ số, bao gồm một chữ số kiểm tra duy nhất được tính bằng thuật toán Luhn. Tuy nhiên, GSM Giai đoạn 1 [10] đã xác định độ dài ICCID là 10 octet (20 chữ số) với cấu trúc dành riêng cho nhà điều hành.

Số này bao gồm các tiểu mục sau:

Số nhận dạng nhà phát hành (IIN)

Tối đa bảy chữ số:

  • Số nhận dạng chính của ngành (MII), 2 chữ số cố định, 89 cho mục đích viễn thông.
  • Mã quốc gia, 1 chữ số 3, như được định nghĩa theo khuyến nghị của ITU-T E.164.
  • Số nhận dạng nhà phát hành, 1 chữ số4.

Nhận dạng tài khoản cá nhân

  • Số nhận dạng tài khoản cá nhân. Độ dài của nó là khác nhau, nhưng mọi số dưới một IIN có cùng độ dài.
  • Kiểm tra chữ số

  • Một chữ số được tính từ các chữ số khác bằng thuật toán Luhn.
  • Với đặc tả GSM Giai đoạn 1 sử dụng 10 octet trong đó ICCID được lưu trữ dưới dạng BCD được đóng gói, trường dữ liệu có chỗ cho 20 chữ số với chữ số thập lục phân F F F được sử dụng làm phụ khi cần thiết.

    Trong thực tế, điều này có nghĩa là trên thẻ SIM GSM có các ICCID 20 chữ số (19 + 1) và 19 chữ số (18 + 1) được sử dụng, tùy thuộc vào nhà phát hành. Tuy nhiên, một công ty phát hành duy nhất luôn sử dụng cùng kích thước cho ICCID của mình.

    Để gây nhầm lẫn nhiều hơn, các nhà máy SIM dường như có nhiều cách khác nhau để cung cấp các bản sao điện tử của bộ dữ liệu cá nhân hóa SIM. Một số bộ dữ liệu không có chữ số tổng kiểm tra ICCID, số khác có chữ số.

    Theo yêu cầu của E.118, ITU-T cập nhật danh sách tất cả các mã IIN được gán quốc tế hiện tại trong Bản tin hoạt động được xuất bản hai lần một tháng (lần cuối là №1163 từ ngày 1 tháng 1 năm 2019). [11] ITU-T cũng công bố danh sách đầy đủ: kể từ tháng 1 năm 2019, danh sách được ban hành vào ngày 1 tháng 12 năm 2018 là hiện tại, có tất cả các số định danh nhà phát hành trước ngày 1 tháng 12 năm 2018. [12]

    Nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI)

    Thẻ SIM được nhận dạng trên các mạng khai thác riêng lẻ của họ bằng một Nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI) duy nhất. Các nhà khai thác mạng di động kết nối các cuộc gọi điện thoại di động và liên lạc với thẻ SIM thị trường của họ bằng IMSIs của họ. Định dạng là:

    • Ba chữ số đầu tiên đại diện cho Mã quốc gia di động (MCC).
    • Hai hoặc ba chữ số tiếp theo đại diện cho Mã mạng di động (MNC). Mã MNC ba chữ số được cho phép bởi E.212 nhưng chủ yếu được sử dụng ở Hoa Kỳ và Canada.
    • Các chữ số tiếp theo thể hiện số nhận dạng thuê bao di động (MSIN). Thông thường có 10 chữ số, nhưng có thể ít hơn trong trường hợp MNC 3 chữ số hoặc nếu quy định quốc gia chỉ ra rằng tổng chiều dài của IMSI phải nhỏ hơn 15 chữ số.
    • Chữ số khác nhau từ nước này sang nước khác.

    Khóa xác thực (Ki) [chỉnh sửa]

    Ki là giá trị 128 bit được sử dụng để xác thực SIM trên mạng di động GSM (đối với mạng USIM, bạn vẫn cần Ki nhưng cũng cần các tham số khác). Mỗi SIM chứa một Ki duy nhất được nhà điều hành gán cho nó trong quá trình cá nhân hóa. Ki cũng được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu (được gọi là trung tâm xác thực hoặc AuC) trên mạng Carrier của nhà mạng.

    Thẻ SIM được thiết kế để ngăn người khác lấy Ki bằng cách sử dụng giao diện thẻ thông minh. Thay vào đó, thẻ SIM cung cấp một chức năng, Chạy Thuật toán GSM, mà điện thoại sử dụng để truyền dữ liệu đến thẻ SIM để được ký với Ki. Điều này, theo thiết kế, làm cho việc sử dụng thẻ SIM bắt buộc trừ khi có thể trích xuất Ki từ thẻ SIM hoặc nhà mạng sẵn sàng tiết lộ Ki. Trong thực tế, thuật toán mã hóa GSM để tính toán SRES_2 (xem bước 4, bên dưới) từ Ki có một số lỗ hổng nhất định [13] có thể cho phép trích xuất Ki từ thẻ SIM và tạo thẻ SIM trùng lặp.

    Quá trình xác thực:

    1. Khi thiết bị di động khởi động, nó sẽ nhận được danh tính thuê bao di động quốc tế (IMSI) từ thẻ SIM và chuyển nó cho nhà điều hành di động, yêu cầu quyền truy cập và xác thực. Thiết bị di động có thể phải chuyển mã PIN cho thẻ SIM trước khi thẻ SIM tiết lộ thông tin này.
    1. Mạng nhà điều hành tìm kiếm cơ sở dữ liệu của nó cho IMSI đến và Ki liên kết của nó.
    1. Sau đó, mạng điều hành sẽ tạo một số ngẫu nhiên (RAND, là số không) và ký tên với Ki được liên kết với IMSI (và được lưu trên thẻ SIM), tính toán một số khác, được chia thành Phản hồi đã ký 1 (SRES_1, 32 bit) và khóa mã hóa Kc (64 bit).
    1. Mạng nhà điều hành sau đó gửi RAND đến thiết bị di động, qua đó chuyển sang thẻ SIM. Thẻ SIM ký tên với Ki, tạo ra SRES_2 và Kc, thẻ này cung cấp cho thiết bị di động. Thiết bị di động chuyển SRES_2 vào mạng của nhà điều hành.
    1. Sau đó, mạng điều hành sẽ so sánh SRES_1 được tính toán của nó với SRES_2 được tính toán mà thiết bị di động trả về. Nếu hai số khớp nhau, SIM được xác thực và thiết bị di động được cấp quyền truy cập vào mạng điều hành. Kc được sử dụng để mã hóa tất cả các thông tin liên lạc khác giữa thiết bị di động và mạng.
    2. Nhận dạng khu vực địa điểm

      SIM lưu thông tin trạng thái mạng, được nhận từ Nhận dạng khu vực vị trí (LAI). Các mạng khai thác được chia thành các Vùng vị trí, mỗi vùng có một số LAI duy nhất. Khi thiết bị thay đổi vị trí, thiết bị sẽ lưu LAI mới vào SIM và gửi lại cho nhà mạng với vị trí mới. Nếu thiết bị được cấp nguồn, nó sẽ lấy dữ liệu ra khỏi SIM và tìm kiếm LAI trước đó.

      Tin nhắn SMS và danh bạ

      Hầu hết các thẻ SIM lưu trữ một số tin nhắn SMS và danh bạ danh bạ điện thoại. Nó lưu trữ các liên hệ trong các cặp tên đơn giản và số cặp. Các mục nhập có chứa nhiều số điện thoại và số điện thoại bổ sung thường không được lưu trên thẻ SIM. Khi người dùng cố gắng sao chép các mục đó vào SIM, phần mềm điện thoại cầm tay sẽ chia chúng thành nhiều mục, loại bỏ thông tin không phải là số điện thoại. Số lượng danh bạ và tin nhắn được lưu trữ tùy thuộc vào SIM; các mẫu đầu được lưu trữ ít nhất là năm tin nhắn và 20 số liên lạc, trong khi thẻ SIM hiện đại thường có thể lưu trữ hơn 250 số liên lạc.

      Tiếp tục đọc: https://en.wikipedia.org/wiki/SIM_card