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.
Обычно, когда старший сотрудник спрашивает его или ее просьбы, вызывается протокол связи. Все это сообщение следует за битом последовательного бита после строки данных. Посмотрим, какие данные необходимы для сетевых и телефонных звонков. Все карты, будь то магнитные, магнитные или просто пластиковые, нормализуются. Нормы лежат в основе размеров, механических свойств, магнитных свойств магнитов. Первый определяет размеры и механические свойства, вторую карту с электронными значками, их расположение и размеры, третий - электрические знаки и протоколы связи.
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.
На рисунке 1 вы можете увидеть расположение контактных областей на карте. Это структура, известная из операционных систем компьютера - структура структуры, отдельные ветви - адреса и отдельные файлы. Права, определяющие, какой пользователь может делать с отдельными файлами и при каких условиях устанавливаются аналогично атрибутам файла. Файлы отмечены символическими именами, но они просто цифры при общении с картой. То же самое происходит с именами отдельных адресов.
Файлы могут иметь другую структуру. Это классический линейный набор с неуместным подходом. Другой тип - это файл с постоянным листингом, а последний - циклический список. Прозрачный набор имеет классическую структуру. Это последовательность квартир для определения местоположения в таком файле, и мы будем использовать смещение, которое указывает относительный адрес с начала файла. Этот файл называется двоичным.
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.
В файле с постоянным листингом хранятся данные, хранящиеся в записях, размер которых предопределен и одинаковый для каждой записи в файле. Как инструкции работают с картой? Давайте подробнее рассмотрим основную карточную инструкцию. И как они хранят данные? Файлы, которые содержат эти два подкаталога, одинаковы. Структура видна на прикрепленном изображении. Мы уже упоминали атрибуты отдельных множеств; они имеют ключевое значение для их безопасности и безупречной работы с ними. Они также содержат информацию о размере занятой памяти, которая после запоминания должна помнить телефон, чтобы он не пытался адресовать память карты из диапазона действительных адресов, что может привести к сбоям.
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.
Атрибуты хранят доступ к данному файлу. Права отмечены цифрой 0, когда к файлу можно обращаться всегда, до 15, когда это невозможно сделать. Все эти файлы являются линейными. Попытка беззнакового файла или чтения с него может привести к статусу ошибки телефона. Другие файлы перечислены в следующей таблице.
Нет никакой разницы в структуре данных, которая содержится в файлах с фиксированными листинговыми данными. Они различаются по правам доступа и по размеру. Отображается на дисплее мобильного телефона следующим образом. Сделано, что бит с наивысшим весом в первом байте сообщения является младшим битом следующего байта, но этот бит самого старшего бита этого бита теперь вышел из двух бит. Вы, как и в случае с первым, переместились бы на два из младших бит в третьей квартире. Вот как это работает, поэтому мы сохраним один байт после восьми тегов.
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.
Одним из самых больших является тот факт, что свобода, связанная с игральными картами, - татам. Сегодня мы можем видеть его как маленький чип на куске пластика, в котором хранится фигура, идентифицирующая клиента. Поэтому оператор знает, какие услуги позволяют вашему устройству и как правильно его заряжать.
Что делать, если ваш телефон ломается? Вы не придумаете карту, информация да
Опасаясь, что пользователи могут даже не блокировать одного оператора. Операторы переключения должны быть легко подхвачены на устройстве без необходимости обмена картами. Если вы выезжаете за границу, вам нужно будет купить специальный код через Интернет, который вы пишете или сканируете на свое устройство, и новый профиль в мире.
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 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.
Мобильные телефоны первого поколения идентифицировались сетью при помощи встроенного оборудования. Это означало, в частности, что при смене аппарата абонент автоматически менял свой номер телефона. Альтернативой было обращение в специализированный салон, принадлежащий оператору связи, в котором за деньги меняли прошивку аппарата, чтобы сохранить старый номер.
Первые симки
Такой подход лишал сотовые телефоны определённой доли мобильности. Чтобы искоренить эти неудобства, была разработана концепция SIM-карты. Эта аббревиатура расшифровывается так - Subscriber Identification Module или модуль идентификации абонента. Чтобы понять, что такое СИМ-карта первого поколения, представьте себе кредитную карту - именно такой размер имели первые симки. Даже с таким размером для своего времени эта технология была прорывом, позволившим абонентам без лишних забот менять телефонные аппараты. К тому же, размеры первых мобильников и не требовали меньшего формата карты.
Устройство SIM-карты
Для большинства пользователей СИМ-карта выглядит как кусочек пластика, на который нанесены небольшие металлические контактные площадки. Тем не менее, внутреннее устройство симки не такое простое, как её внешний вид. Фактически это небольшой компьютер. В нём содержится микропроцессор, обеспечивающий обмен данными между телефонным аппаратом и самой картой, микросхема оперативной памяти и постоянная память, в которую записывается различная информация. Для работы СИМ-карты используется специальное программное обеспечение, которое в неё интегрировано.
Сама карта идентифицируется сотовой сетью при помощи своего IMSI (уникального номера абонента). Телефонный номер абонента (который обозначается аббревиатурой MSISDN) ставится в соответствие карте при её регистрации в сети. Поэтому при потере/замене "симки" восстановить номер достаточно легко. Для этого в оборудование оператора заносится запись о соответствии старого номера телефона номеру (IMSI) новой СИМ-карты.
Размеры современных СИМ-карт
О том, что такое СИМ-карта сейчас, знает любой владелец современного мобильного телефона. Формат обычной сим-карты пока что остаётся наиболее востребованным. Размер таких карт составляет 25x15 мм. Толщина - 0,76 мм. При этом размер самого электронного устройства, помещённого в неё, намного меньше. Площадь, которую занимают металлические площадки на поверхности карты, составляет гораздо меньше 50% поверхности.
Компании, выпускающие смартфоны (Samsung и др.), видимо, решили, что несколько лишних миллиграмм пластика, которые вынуждены носить владельцы SIM являются слишком тяжёлой и неоправданной ношей. Так родился новый стандарт - micro SIM. Понять, что такое Микро-СИМ-карта, можно, если представить кусочек пластика размером 15x12x0,76 мм. Этот стандарт использовался в iPhone 4, iPad Galaxy III и ряде других устройств.
Но прогресс не стоит на месте и, стремясь угнаться за ним, производители мобильных устройств решили сделать размеры симок ещё меньше. О том, что такое Нано - СИМ-карта, узнали все, кто успел приобрести iPhone 5. Многие были неприятно удивлены открытием. Nano-SIM представляет собой карту с габаритами 12,3x8,8x0,67 мм. Неприятным этот сюрприз оказался потому, что новые аппараты были неспособны принять крупные "симки", а приобрести новую карту (нано-размеров) некоторые абоненты не могли по причине их дефицита (проблема, в частности, коснулась жителей России и Украины).
Раньше при переходе со стандарта mini-SIM на micro-Sim проблема решалась при помощи ножниц (поскольку разница была лишь в количестве пластика, в то время как интерфейс и геометрия контактной пластины были одинаковы): мини СИМ-карта обрезалась до размеров микро-симки. Кроме того, некоторые карты выпускались в корпусе от полноразмерной карты (размером с кредитку), из которых можно было легко "выломать" "симку" mini- или micro-формата. Стандарт nano-SIM сильно отличается от своих предшественников и не позволяет делать таких "пересадок".
