Мы пользуемся смартфоном каждый день, но мало кто задумывается, а как же работает и как устроена SIM-карта. SIM-карта это микрочип, позволяющий нам пользоваться сотовой связью и общаться в мобильной сети. Внутри SIM-карты есть процессор, оперативная и постоянная память, а также операционная система.
Краткая история появления сим-карты
Аббревиатура SIM Subscriber Identity Module, с русского переводится, как модуль идентификации абонента. В сетях первого поколения идентификацию абонента в сети проводили по заводскому номеру сотового телефона, в то время сим-карт еще не существовало. Следовательно, у сотового телефона и абонента был единый идентификационный код. Была полная зависимость номера абонента и пакета предоставляемых ему услуг от конкретного экземпляра телефона. В случае поломки, потери или кражи телефона, абонент был вынужден обращаться в офис оператора, чтобы его телефон перепрошили и внесли его серийный номер в базу данных оператора, это было не так просто и стоило дорого.
Сим-карта это одна из разновидностей смарт-карт, которые применяются в банковских картах, кроме этого подобные карты вы встречали в отелях или на предприятиях, где они используются в качестве ключа.
Первую в мире SIM карту в 1991 году разработала немецкая компания Giesecke & Devrient, чтобы более просто и удобно идентифицировать абонента. В 1992 году они продали первый мобильный телефон GSM с sim картой это была Nokia 1101.
Первые SIM карты формой и размером напоминали банковскую карту, она полностью вставлялась в телефон. И по сей день SIM карты выпускают в форме банковской карты, а мы просто выламываем себе карточку нужного размера. Теоретически, можно поставить самую современную сим карту в самый древний телефон. Спустя 5 лет люди поняли, что симка может занимать меньшее пространство в телефоне.
- В 1996 появилась карта Mini-SIM. Это была та самая симкарта, к виду которой мы привыкли: размеры 25 х1 5 мм. Она использовалась в GSM-телефонах и в большинстве гаджетов с 2G/3G, выпущенных в 2000-х и даже начале 2010-х годов.
- В 2003 появилась Micro-SIM, которая уменьшилась в размерах – из-за того что убрали лишний пластик, чтобы занимать еще меньше места в телефоне.
- Ближе к 2010-2011 производители подхватили идею и разъемы с Micro-SIM были у телефонов линейки Nokia Lumia, Samsung Galaxy S III, Sony Xperia, LG Nexus 5 и у других. Широкое распространение стандарт получил с выходом iPhone 4, в котором Apple впервые использовала Micro-SIM.
- В октябре 2012 году Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI) был утверждён стандарт Nano-SIM благодаря компании Apple. Ведь первыми устройствами с nano-SIM стали iPhone 5, которые вышли на месяц раньше в сентябре 2012. Нано-симки стали еще меньше и тоньше. Чипы тоже подверглись изменениям: у нано-сим стало 6, а не 8 контактов. Но внешний вид особо не изменился, и был похож на Micro-SIM. Благодаря компании Apple, появилось огромное количество самых разных sim-карт любых размеров.
Впоследствии появились переходники и различные варианты по обрезке сим карты, не рекомендую обрезать sim карты самостоятельно, лучше не поленитесь и сходите в офис оператора связи, попросите заменить вашу симку на другой размер это совершенно бесплатно и вся процедура займет не более 10 минут.
Изначально симки задумывались как место для хранения информации об абоненте и имели микропроцессор с ПО и данные с ключами идентификации карты (IMSI, Ki и тд), а также 2 вида памяти: для контактов и для архива звонков, сообщений.
Как производят сим карты
Крупнейший производитель сим карт в мире компания Gemalto со штаб-квартирой в Амстердаме и 15 тысячами сотрудников. Сейчас они работают над массовым производством симок для сети 5G.
Изготовление первых симок стоило больше $1 за штуку, сегодня они стоят в основном по несколько центов, но эта цена не включает дизайн, разработку, установку чипов в пластиковые карты и доставку.
Как происходит процесс разработки?
- Первым делом производят чип. Среди самых известных производителей – Samsung, STMicroelectronics, Infineon.
- Затем чипы помещают на контактные площадки – выполняют сборку. Получается лента.
- После этого модули извлекают из лент и крепят на пластиковую основу.
- Затем на каждый модуль загружают операционную систему и необходимые приложения.
- Финальный шаг – прошивка уникальных данных для каждой карты. Это ICCID и PIN-коды, ключи, идентификаторы и тд.
Устройство SIM-карты
Сим-карта состоит из процессора с оперативной и постоянной памятью, есть модуль аппаратного генератора случайных чисел (ГСЧ) и модуль аппаратного шифрования.
Питание в процессор подаётся от телефона и работает он на частотах от 5 до 10 МГц. Процессор занимает около 10% от площади самой карты, все остальное место занимает память.
Несмотря на скромный размер всего 64 килобайта она способна хранить около 250 контактов и немного сообщений. Память делится на секторы. В одном секторе хранится пользовательская информация это могут быть sms, журналы вызовов или контакты.
Самый важный сектор хранит в себе техническую информацию необходимую для идентификации абонента в сети оператора. IMSI International Mobile Subscriber Identity это последовательность цифр, которая не только идентифицирует конкретную sim карту и ее пользователя, но и указывает, какой это оператор, из какой он страны. И дает понять сети, как работать с этим клиентом, какие услуги ему предоставлять и с каким номером телефона его регистрировать. Все эти данные хранятся в зашифрованном виде. Чтобы получить к ней доступ, нужно будет ввести PIN1 или PIN2.
У sim карты есть своя операционная система (ОС), как и у любого компьютера, она с micro программами хранится в отдельном разделе карты. Приложения в основном написаны на языке JavaScript служат для реализации дополнительных услуг предоставляемыми операторами.
Как работает сим карта
Уникальный ID (IMSI международный идентификатор мобильного абонента) соединяет номер телефона с устройством. Когда кто-либо набирает ваш номер, звонок идет на ваш телефон.
Как вы уже знаете, внутри симкарты есть крошечный чип, микроконтроллер он сделан из силикона и покрыт золотом или другими металлами, чтобы лучше поддерживать связь с телефоном.
В чипе содержится процессор памяти схемы безопасности. Мобильное устройство считывает чип, когда вы вставляете в него симку. На нем содержится операционная система карты, он способен производить простейшие вычисления и хранить важную информацию. Эта информация помещается в чип на стадии производства. Ее основные виды это международный идентификатор мобильного абонента и 128-битный ключ под названием ki по сути это логин и пароль.
В мире мобильных телефонов все сообщения с телефона поступают в сеть зашифрованными. Ключ шифровки и расшифровки тоже хранится на симке это обеспечивает приватность общения. Чип sim-карты хранит и специфические данные, например уникальный серийный номер карты, название вашего мобильного оператора, пин-код, расшифровывается как персональный идентификационный номер для блокировки и разблокировки телефона, puk код от оператора для разблокировки телефона и многое другое там даже есть ваши контакты и последние набранные номера.
Может ли телефон работать без sim-карты
Телефон может работать без сим карты в качестве камеры или устройства для выхода в интернет через Wi-Fi, но вы не сможете звонить или писать sms. Плюс в том, что даже если вы серьезно повредили телефон, например разбили экран или погнули корпус вы все равно сможете сохранить свой номер и контакты всего-то и нужно что переставить симку.
Можно ли отследить местоположение с помощью sim-карты
Вы сможете найти телефон в случае потери или кражи, а еще это полезно если теряется ребенок или пожилой человек и так симка действительно может помочь установить ваше местоположение.
Но только тогда, когда вы вставляете sim-карту в телефон и включите устройство. Она начинает подключаться к мобильным вышкам, чтобы поймать сигнал. По мере движения, симка ловит ближайшие вышки, чтобы обеспечить лучший сигнал. У каждой вышки есть определенное место положение, когда телефонные компании или полиция использует алгоритмы для определения силы сигнала от той или иной вышки это помогает значительно сузить зону поиска.
Сервисы вроде поиск телефона для определения более точного местоположения использует еще и вай-фай конечно это сработает только если у вас на устройстве вай фай включен добавьте к этому информацию с gps и получатся точные данные о местонахождении любого устройства в реальном времени.
GPS поможет только в том случае, если у вас включен мобильный интернет, так что если хотите полной конфиденциальности выключите и его и вайфай и отследить вас только по симки будет сложной задачкой.
Как защищаются данные на SIM-картах?
По большому счету, SIM-карты защищены лишь PIN- и PUK-кодами. Специалисты по кибербезопасности рекомендуют постоянно держать активной защиту PIN-кодом и, естественно, менять традиционные четыре нуля в коде на что-то более сложное.
В остальном безопасность использования SIM-карт обеспечивают разработчики мобильных приложений, банковских карт и т.п. К примеру, если вы замените SIM-карту, банковское приложение увидит, что телефонный номер у вас тот же, а IMSI-номер поменялся, и заблокирует получение кодов для подтверждения операций. Чтобы восстановить доступ, придется связаться со службой поддержки и подтвердить свою личность.
Будущее сим карты
Большой тройкой операторов уже выпускаются специальные sim-карты с NFC, позволяющие безопасно осуществлять платежи прямо с баланса мобильного телефона по бесконтактной связи. Чтобы получить такую сим карту нужно обратиться в салон связи оператора и изъявить желание приобрести сим-карту с поддержкой NFC.
Внедрение технологии eSIM или говоря по-русски встроенный модуль идентификации абонента. Это чип (embedded SIM – встроенная SIM), который установлен внутри смартфона или другого устройства. На него можно записать ту же информацию, что и на обычную симку.
Работает это примерно так, вы покупаете тарифный план и на ваше устройство по сети прошиваются необходимые идентификаторы. eSIM экономит место внутри смартфона. Чип можно установить где угодно, а раз доставать его не нужно, то и отверстия под «скрепку» в корпусе не будет, следовательно проще организовать защиту от пыли и влаги.
eSIM будут работать с облачным хранилищем очень быстрым супер безопасным и удобным, а еще это будет беспроигрышная ситуация для производителей, меньше трат на распространение и установку, улучшенный дизайн и больше физического места на устройстве.
Несмотря на то, что в большинстве смартфонов мы все еще находим слот для Nano-SIM, крупные компании, включая Google и Apple, уже интегрировали eSIM в свои устройства. eSIM уже была интегрирована в Apple Watch 3 и Pixel 2 с Pixel 2XL.
Но вот операторы не спешат внедрять эту услугу. О eSIM заговорили, когда Apple выпустила iPhone XS/XR/XS Max. До этого встроенные симки использовали в умных часах Samsung Gear S2 3G 2016 года и в Apple Watch 3/4. Получил поддержку eSIM и смартфон Google Pixel 2.
Проблема в том, что не все операторы поддерживают технологию. А в некоторых странах (включая РФ) eSIM вообще вне закона.
- Во-первых, запись данных на eSIM приравнивается к копированию симки. Это мошенничество.
- Во-вторых, с eSIM вы можете перейти к новому оператору, не уведомив прошлого. Это нарушение условий договора.
В общем, пока eSIM можно пользоваться только в отдельных странах. И далеко не у всех операторов. Как Вы думаете, когда операторы внедрят технологию eSIM и внедрят ли вообще? Напишите в комментариях.
