Karta SIM: co, gdzie i którędy?
Łukasz Leszek
Używamy jej na co dzień, każdy z nas ma ją w swoim telefonie. Karta SIM – kawałek plastiku ukryty wewnątrz telefonu czy skomplikowane urządzenie z własnym procesorem i pamięcią, które jest kluczem otwierającym cyfrowe wrota naszej sieci? Skąd podobieństwo do chipa na karcie kredytowej czy karcie w dekoderze cyfrowym?
Karta SIM to w praktyce bardzo mały komputer pozbawiony jedynie zasilania i zegara. Tak jak jego duży odpowiednik, składa się z procesora, pamięci (RAM, ROM, EPROM) oraz interfejsu komunikacyjnego (I/O).
Najważniejszym zadaniem karty SIM jest jednoznaczna identyfikacja użytkownika w sieci na podstawie unikalnego numeru seryjnego (ICCID). Dzięki temu mechanizmowi każdy użytkownik może wyjąć kartę SIM i włożyć ją do dowolnie wybranego telefonu GSM. Jest to swoboda, z której wielu z nas nie zdaje sobie sprawy, bo jesteśmy do niej przyzwyczajeni od samego początku istnienia sieci komórkowych.
Innymi równie ważnymi funkcjami kart są autoryzacja do sieci oraz szyfrowanie przesyłanych danych. W tym celu wykorzystuje się metody kryptografii symetrycznej opartej na tajnym kluczu (Ki) zapisanym na karcie SIM. Ten sam klucz zapisany jest w Centrum Autoryzacji (AuC), co pozwala na skuteczne szyfrowanie lub deszyfrowanie danych. Karta SIM to także przenośna i niezależna od telefonu pamięć – przechowuje wiele informacji ważnych dla użytkownika końcowego: wiadomości SMS, książka adresowa, kody PIN i PUK, numer telefonu (MSISDN) i numer identyfikacyjny abonenta (IMSI), a od niedawna także hasło zabezpieczające aplikację MyWallet.
Karty SIM używane w T-Mobile są również bardzo dobrze zabezpieczone przed niepowołanym dostępem zdalnym. W obecnych czasach gdy pojawia się coraz więcej prób ataków na użytkowników telefonów komórkowych, jak np. te ostanie opublikowane przez Karstena Nohla, nasi klienci mogą czuć się bezpieczni.
Kiedy powstały karty SIM?
Początek kart SIM (Subscriber Identification Module) sięga lat 80. XX wieku, kiedy początki miał również, bardzo powszechny obecnie,standard GSM – oczywiście, jeszcze w formie specyfikacji, a nie działającej komercyjnie sieci. Karty SIM zostały stworzone właśnie na potrzeby pierwszych sieci komórkowych. Nie był to jednak standard stworzony zupełnie od podstaw, a bazował na istniejącym już rozwiązaniu kart stykowych (Contact Cards ISO 7816).
Wraz z wprowadzeniem sieci UMTS powstała nowa wersja karty zwana UICC (Universal Integrated Circuit Card), na której może znajdować się wiele aplikacji takich jak np.: aplikacja SIM – odpowiedzialna za komunikację w sieci GSM, aplikacja USIM – wykorzystywana w sieciach UMTS i GSM lub aplikacja RUIM – wymagana do działania w sieciach CDMA.
Piotr Hołownia, Kierownik Działu Innowacyjności i Technologii Terminalowych
Niezależnie od funkcji telefonu lub jego systemu operacyjnego, dzięki dedykowanym aplikacjom na karcie SIM, możemy oferować naszym klientom usługi takie jak płatności zbliżeniowe czy mobile ID. Przyszłość w kartach SIM to moduły Machine to Machine, które zapewnią komunikację i stałe podłączenie do sieci nowych urządzeń, takich jak liczniki energii, urządzenia medyczne, a nawet lodówki. Dzięki nim będziemy mogli dostarczać innowacyjne usługi partnerskie w obszarach takich jak energetyka, transport i medycyna.
Jakie są rodzaje kart?
Pierwsze karty SIM były wielkości kart kredytowych (ID-1), które jednak z upływem czasu zostały zmniejszone do rozmiaru mini-SIM (2FF – 2nd Form Factor) W kolejnych latach miało miejsce dalsze zmniejszenie rozmiarów kart do micro-SIM (3FF). Debiut rynkowy karty micro-SIM miał miejsce w roku 2010 podczas wprowadzenia iPhone 4. Kolejna zmniejszona wersja karty w formacie nano-SIM (4FF) została po raz pierwszy wykorzystana w iPhone 5w 2012 roku. Karty w rozmiarze nano-SIM są również o 15 proc. cieńsze w porównaniu do poprzedników.
Wraz z premierą iPhone 5 zadebiutowała również karta nano-SIM. iPhone 5 jest oczywiście w naszej ofercie.
Karta SIM NFC umożliwia płacenie za zakupy za pomocą smartfonu!
W międzyczasie powstały również karty SIM przeznaczone do pracy w urządzeniach M2M (Machine to Machine) innych niż telefony czy modemy. Od standardowych kart różnią się jedynie wyglądem, wszystkie funkcjonalności pozostały bez zmian. Tego typu karty produkowane są w formie chipów (MFF2/MFF1) do umieszczenia bezpośrednio na płycie głównej urządzenia docelowego. Można je wlutować bezpośrednio na płycie (MFF2) lub umieścić w specjalnie przygotowanym gnieździe (MFF1).
Jakie informacje znajdują się na karcie SIM?
Karta SIM ma wbudowaną pamięć EEPROM (obecnie jest to pamięć typu flash), czyli obszar o ustalonej wielkości, w którym mogą być zapisywane różne informacje. Typowe wielkości pamięci to 32 kB, 64 kB czy 128 kB. Do informacji przechowywanych na karcie należy między innymi książka telefoniczna.
Na standardowej karcie SIM mamy możliwość zapisu do 250 numerów telefonów, podczas gdy na karcie USIM można ich zapisać wielokrotnie więcej, a nawet rozszerzać o informacje takie jak adres e-mail. Na karcie USIM przechowywane mogą być także wiadomości SMS czy MMS. W przypadku tych drugich, operatorzy z reguły nie decydują się zapisywać na karcie z uwagi na ich dużą objętość.
Karta SIM jest ponadto wyposażona w środowisko JAVA i pozwala uruchamiać aplikacje w tej technologii. Kolejnym elementem zapisanym na karcie SIM to usługi SIM Ekstra, dające dostęp do aktualnych informacji, pozwalające skonfigurować telefon lub doładować inny numer PrePaid z abonamentu.
Najbardziej zaawansowana karta w portfolio sieci T-Mobile to karta NFC (Near Field Communication), która pozwala zapisać w swojej pamięci karty płatnicze, lojalnościowe czy dostępowe i umożliwia realizację operacji zbliżeniowych.
Andrzej Wratny, St. Specjalista, Dział Innowacyjności i Technologii Terminalowych
Karty SIM były od zawsze nieodłącznym elementem telefonii komórkowej. Obecnie wkraczają w nowy rozdział wraz z usługami NFC. Karta SIM dosłownie potrafi zastąpić nam tradycyjny portfel i przechowywać liczne karty płatnicze czy bilety komunikacji miejskiej. Dzięki mechanizmom zdalnego dostępu do karty możemy na niej umieszczać nowe karty czy usuwać stare. Technologia NFC jest bardzo przyszłościowa i wciąż jest wiele opartych o nią usług, które można umieścić na karcie SIM. Przykłady można mnożyć, ale są to chociażby karty dostępowe do budynków, mieszkań, pokojów w hotelu czy bramek na autostradzie, możliwość wykonywania przelewów przykładając telefon do telefonu lub identyfikacja osobista podpisem elektronicznym.
Czym są SIMLock oraz kody PIN/PUK?
Tzw. SIMLock polega na rozpoznawaniu przez telefon konkretnych kart SIM, z reguły kart wydanych przez operatora, który sprzedał dany telefon. Tylko takim kartom telefon pozwoli się zalogować do sieci. Karty są rozpoznawane po numerze IMSI, którego pierwsze cyfry oznaczają kod kraju i operatora. Od kilku lat SIMLock nie jest już stosowany w naszej sieci.
Natomiast popularne kody PIN i PUK są przechowywane na karcie SIM i zabezpieczają dostęp do wielu informacji na karcie. Podczas uruchamiania telefonu rozpoczyna się także komunikacja pomiędzy telefonem i kartą SIM, która wymaga autoryzacji kodem PIN. Powyższe kody PIN użytkownik może dowolnie zmieniać i deaktywować (chociaż są wyjątki, niektóre karty konkurencji nie pozwalają wyłączyć kodu PIN).
Łukasz Leszek, St. Specjalista, Dział Innowacyjności i Technologii Terminalowych
Jednym z mocno niedocenianych, a sukcesywnie rozwijających się sektorów kart SIM jest obszar M2M (Machine to Machine). W Polsce na koniec 2012 roku było około 2 mln aktywnych kart tego typu. Szacuje się, że ten segment rynku będzie rozwijał się stopniowo, ale stabilnie w ciągu najbliższych lat. Przykładem potwierdzającym tę hipotezę jest dyrektywa Unii Europejskiej, zgodnie z którą od października 2015 roku każdy nowy samochód osobowy i lekki samochód dostawczy musi być wyposażony w system eCall umożliwiający połączenie ze służbami ratowniczymi poprzez numer 112 w przypadku wypadku drogowego lub innego zagrożenia.
Jakie znaczenie ma karta SIM w sieciach LTE?
Do poprawnego zalogowania się telefonu do sieci LTE niezbędna jest karta USIM. Wynika to z faktu, że aplikacja USIM pozwala na obustronną autoryzację, karta do sieci i sieć do karty. Jest to funkcjonalność, której zwykła karta SIM nie jest w stanie zapewnić. Dodatkowo karta USIM przechowuje dane niezbędne do prawidłowej pracy karty w sieci LTE.
Karty USIM
Przeczytajcie nasz artykuł na temat kart USIM, które łączą w sobie kartę SIM i Micro SIM, znajdujące się obecnie w większości telefonów, oraz kartę Nano SIM, którą zaczął stosować Apple, jednak inni producenci patrzą na nią coraz przychylniejszym okiem. Karty USIM pozwalają od razu zalogować się urządzeniom mobilnym do sieci LTE.
Kolejne innowacje
Jednym z kierunków rozwoju są karty M2M, czyli Machine to Machine. Są to rozwiązania bazujące na bezpośredniej komunikacji urządzeń. W tego typu modelu wykorzystywane są najczęściej karty SIM w formie chipów (MFF2 lub MFF1), jak również zwykłe karty 2FF. Pozwala to producentom urządzeń telekomunikacyjnych integrować karty SIM na płycie głównej urządzenia jeszcze podczas produkcji w fabryce.
Karty M2M zazwyczaj są dużo bardziej odporne na działania czynników atmosferycznych, a ich cykl życia może sięgać nawet 15-20 lat. Głównie z racji tego, że wymiana karty M2M wiąże się zazwyczaj z wymianą całego urządzenia bądź modułu.. Urządzenia M2M wykorzystywane są w wielu segmentach rynku takich jak transport, logistyka, energetyka czy telemedycyna.
Najważniejszym zadaniem karty SIM jest jednoznaczna identyfikacja użytkownika w sieci na podstawie unikalnego numeru seryjnego (ICCID). Dzięki temu mechanizmowi każdy użytkownik może wyjąć kartę SIM i włożyć ją do dowolnie wybranego telefonu GSM. Jest to swoboda, z której wielu z nas nie zdaje sobie sprawy, bo jesteśmy do niej przyzwyczajeni od samego początku istnienia sieci komórkowych.
Innymi równie ważnymi funkcjami kart są autoryzacja do sieci oraz szyfrowanie przesyłanych danych. W tym celu wykorzystuje się metody kryptografii symetrycznej opartej na tajnym kluczu (Ki) zapisanym na karcie SIM. Ten sam klucz zapisany jest w Centrum Autoryzacji (AuC), co pozwala na skuteczne szyfrowanie lub deszyfrowanie danych. Karta SIM to także przenośna i niezależna od telefonu pamięć – przechowuje wiele informacji ważnych dla użytkownika końcowego: wiadomości SMS, książka adresowa, kody PIN i PUK, numer telefonu (MSISDN) i numer identyfikacyjny abonenta (IMSI), a od niedawna także hasło zabezpieczające aplikację MyWallet.
Karty SIM używane w T-Mobile są również bardzo dobrze zabezpieczone przed niepowołanym dostępem zdalnym. W obecnych czasach gdy pojawia się coraz więcej prób ataków na użytkowników telefonów komórkowych, jak np. te ostanie opublikowane przez Karstena Nohla, nasi klienci mogą czuć się bezpieczni.
Kiedy powstały karty SIM?Początek kart SIM (Subscriber Identification Module) sięga lat 80. XX wieku, kiedy początki miał również, bardzo powszechny obecnie,standard GSM – oczywiście, jeszcze w formie specyfikacji, a nie działającej komercyjnie sieci. Karty SIM zostały stworzone właśnie na potrzeby pierwszych sieci komórkowych. Nie był to jednak standard stworzony zupełnie od podstaw, a bazował na istniejącym już rozwiązaniu kart stykowych (Contact Cards ISO 7816).
Wraz z wprowadzeniem sieci UMTS powstała nowa wersja karty zwana UICC (Universal Integrated Circuit Card), na której może znajdować się wiele aplikacji takich jak np.: aplikacja SIM – odpowiedzialna za komunikację w sieci GSM, aplikacja USIM – wykorzystywana w sieciach UMTS i GSM lub aplikacja RUIM – wymagana do działania w sieciach CDMA.
Piotr Hołownia, Kierownik Działu Innowacyjności i Technologii Terminalowych
Niezależnie od funkcji telefonu lub jego systemu operacyjnego, dzięki dedykowanym aplikacjom na karcie SIM, możemy oferować naszym klientom usługi takie jak płatności zbliżeniowe czy mobile ID. Przyszłość w kartach SIM to moduły Machine to Machine, które zapewnią komunikację i stałe podłączenie do sieci nowych urządzeń, takich jak liczniki energii, urządzenia medyczne, a nawet lodówki. Dzięki nim będziemy mogli dostarczać innowacyjne usługi partnerskie w obszarach takich jak energetyka, transport i medycyna.
Jakie są rodzaje kart?
Pierwsze karty SIM były wielkości kart kredytowych (ID-1), które jednak z upływem czasu zostały zmniejszone do rozmiaru mini-SIM (2FF – 2nd Form Factor) W kolejnych latach miało miejsce dalsze zmniejszenie rozmiarów kart do micro-SIM (3FF). Debiut rynkowy karty micro-SIM miał miejsce w roku 2010 podczas wprowadzenia iPhone 4. Kolejna zmniejszona wersja karty w formacie nano-SIM (4FF) została po raz pierwszy wykorzystana w iPhone 5w 2012 roku. Karty w rozmiarze nano-SIM są również o 15 proc. cieńsze w porównaniu do poprzedników.
Wraz z premierą iPhone 5 zadebiutowała również karta nano-SIM. iPhone 5 jest oczywiście w naszej ofercie.
Karta SIM NFC umożliwia płacenie za zakupy za pomocą smartfonu!
W międzyczasie powstały również karty SIM przeznaczone do pracy w urządzeniach M2M (Machine to Machine) innych niż telefony czy modemy. Od standardowych kart różnią się jedynie wyglądem, wszystkie funkcjonalności pozostały bez zmian. Tego typu karty produkowane są w formie chipów (MFF2/MFF1) do umieszczenia bezpośrednio na płycie głównej urządzenia docelowego. Można je wlutować bezpośrednio na płycie (MFF2) lub umieścić w specjalnie przygotowanym gnieździe (MFF1).
Jakie informacje znajdują się na karcie SIM?
Karta SIM ma wbudowaną pamięć EEPROM (obecnie jest to pamięć typu flash), czyli obszar o ustalonej wielkości, w którym mogą być zapisywane różne informacje. Typowe wielkości pamięci to 32 kB, 64 kB czy 128 kB. Do informacji przechowywanych na karcie należy między innymi książka telefoniczna.
Na standardowej karcie SIM mamy możliwość zapisu do 250 numerów telefonów, podczas gdy na karcie USIM można ich zapisać wielokrotnie więcej, a nawet rozszerzać o informacje takie jak adres e-mail. Na karcie USIM przechowywane mogą być także wiadomości SMS czy MMS. W przypadku tych drugich, operatorzy z reguły nie decydują się zapisywać na karcie z uwagi na ich dużą objętość.
Karta SIM jest ponadto wyposażona w środowisko JAVA i pozwala uruchamiać aplikacje w tej technologii. Kolejnym elementem zapisanym na karcie SIM to usługi SIM Ekstra, dające dostęp do aktualnych informacji, pozwalające skonfigurować telefon lub doładować inny numer PrePaid z abonamentu.
Najbardziej zaawansowana karta w portfolio sieci T-Mobile to karta NFC (Near Field Communication), która pozwala zapisać w swojej pamięci karty płatnicze, lojalnościowe czy dostępowe i umożliwia realizację operacji zbliżeniowych.
Andrzej Wratny, St. Specjalista, Dział Innowacyjności i Technologii Terminalowych
Karty SIM były od zawsze nieodłącznym elementem telefonii komórkowej. Obecnie wkraczają w nowy rozdział wraz z usługami NFC. Karta SIM dosłownie potrafi zastąpić nam tradycyjny portfel i przechowywać liczne karty płatnicze czy bilety komunikacji miejskiej. Dzięki mechanizmom zdalnego dostępu do karty możemy na niej umieszczać nowe karty czy usuwać stare. Technologia NFC jest bardzo przyszłościowa i wciąż jest wiele opartych o nią usług, które można umieścić na karcie SIM. Przykłady można mnożyć, ale są to chociażby karty dostępowe do budynków, mieszkań, pokojów w hotelu czy bramek na autostradzie, możliwość wykonywania przelewów przykładając telefon do telefonu lub identyfikacja osobista podpisem elektronicznym.
Czym są SIMLock oraz kody PIN/PUK?
Tzw. SIMLock polega na rozpoznawaniu przez telefon konkretnych kart SIM, z reguły kart wydanych przez operatora, który sprzedał dany telefon. Tylko takim kartom telefon pozwoli się zalogować do sieci. Karty są rozpoznawane po numerze IMSI, którego pierwsze cyfry oznaczają kod kraju i operatora. Od kilku lat SIMLock nie jest już stosowany w naszej sieci.
Natomiast popularne kody PIN i PUK są przechowywane na karcie SIM i zabezpieczają dostęp do wielu informacji na karcie. Podczas uruchamiania telefonu rozpoczyna się także komunikacja pomiędzy telefonem i kartą SIM, która wymaga autoryzacji kodem PIN. Powyższe kody PIN użytkownik może dowolnie zmieniać i deaktywować (chociaż są wyjątki, niektóre karty konkurencji nie pozwalają wyłączyć kodu PIN).
Łukasz Leszek, St. Specjalista, Dział Innowacyjności i Technologii Terminalowych
Jednym z mocno niedocenianych, a sukcesywnie rozwijających się sektorów kart SIM jest obszar M2M (Machine to Machine). W Polsce na koniec 2012 roku było około 2 mln aktywnych kart tego typu. Szacuje się, że ten segment rynku będzie rozwijał się stopniowo, ale stabilnie w ciągu najbliższych lat. Przykładem potwierdzającym tę hipotezę jest dyrektywa Unii Europejskiej, zgodnie z którą od października 2015 roku każdy nowy samochód osobowy i lekki samochód dostawczy musi być wyposażony w system eCall umożliwiający połączenie ze służbami ratowniczymi poprzez numer 112 w przypadku wypadku drogowego lub innego zagrożenia.
Jakie znaczenie ma karta SIM w sieciach LTE?
Do poprawnego zalogowania się telefonu do sieci LTE niezbędna jest karta USIM. Wynika to z faktu, że aplikacja USIM pozwala na obustronną autoryzację, karta do sieci i sieć do karty. Jest to funkcjonalność, której zwykła karta SIM nie jest w stanie zapewnić. Dodatkowo karta USIM przechowuje dane niezbędne do prawidłowej pracy karty w sieci LTE.
Karty USIM
Przeczytajcie nasz artykuł na temat kart USIM, które łączą w sobie kartę SIM i Micro SIM, znajdujące się obecnie w większości telefonów, oraz kartę Nano SIM, którą zaczął stosować Apple, jednak inni producenci patrzą na nią coraz przychylniejszym okiem. Karty USIM pozwalają od razu zalogować się urządzeniom mobilnym do sieci LTE.
Kolejne innowacje
Jednym z kierunków rozwoju są karty M2M, czyli Machine to Machine. Są to rozwiązania bazujące na bezpośredniej komunikacji urządzeń. W tego typu modelu wykorzystywane są najczęściej karty SIM w formie chipów (MFF2 lub MFF1), jak również zwykłe karty 2FF. Pozwala to producentom urządzeń telekomunikacyjnych integrować karty SIM na płycie głównej urządzenia jeszcze podczas produkcji w fabryce.
Karty M2M zazwyczaj są dużo bardziej odporne na działania czynników atmosferycznych, a ich cykl życia może sięgać nawet 15-20 lat. Głównie z racji tego, że wymiana karty M2M wiąże się zazwyczaj z wymianą całego urządzenia bądź modułu.. Urządzenia M2M wykorzystywane są w wielu segmentach rynku takich jak transport, logistyka, energetyka czy telemedycyna.
simlock
iphone 4
nfc
sim
lte
iphone 5
mywallet
sim nfc
nano sim
