سیم کارت از تکنلوژی پیچیده ای استفاده نمیکند !

با این تکنولوژی بس ساده آشنا می شویم و با طرز کار آن نیز آشنا می شویم !

سیم کارت چیست؟

سیم کارت چیست یا تا به حال به این مساله فکر کرده اید که چرا برای استفاده از شبکه موبایل حتما باید از قطعه ای به نامSIM Card استفاده کرد؟ و اساسا این قطعه کوچک چیست و چه قابلیتهایی دارد؟ یا این سوال که مگر در سیم کارت چه اطلاعاتی وجود دارد که می توان از آنها کپی برداری کرد؟
سیم کارت یا واحد شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module) یک تراشه حافظه قابل حمل است که در گوشیهای تلفن همراه و به منظور استفاده از سرویسهای شبکه مخابرات سیار استفاده میشود.
این واحد حافظه همزمان با دیجیتال شدن شبکه های مخابرات سیار و ظهور نسل دوم این شبکهها یعنی GSM در سال 1990 ارائه شد. در واقع سیم کارت یک هارد دیسک بسیار کوچک است که به صورت اتوماتیک با قرار گرفتن در هر گوشی موبایل فعال شده و اطلاعات مختلفی از جمله شماره تلفن، اطلاعات شبکهای مشترک، دفترچه تلفن، پیام های کوتاه و . . . . را در خود ذخیره می کند. به بیان دیگر سیم کارت نقش یک گذرنامه را بازی میکند که با ارائه آن میتوان از سرویس شبکه سیار کشورهای مختلف برای برقراری ارتباط استفاده کرد.
سیم کارت Sim Cart - Subscriber Identity Module چیست؟
تعریف اول از سیم کارت : سیم کارت Sim Cart - Subscriber Identity Module تراشه ای الکترونیکی است با حافظه دائمی اندک که از طرف مخابرات به مشترک ارائه می شود.مخابرات از طریق سیم کارت مشترک را شناسایی و امکان برقراری تماس را بوجود می اورد وهمچنین خدمات نیز ارائه می نماید. هرسیم کارت دارای یک شماره 11 رقمی می باشد که مخابرات امکان برقراری تماس و شناسایی کاربر را از طریق این شماره انجام می دهد.
ماجول شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module – SIM)
تعریف دوم از سیم کارت : ماجول شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module – SIM) یک کارت هوشمند قابل جابجا کردن برای تلفنهای موبایل میباشد. سیم کارتها بطور ایمنی کلید مشترک خدمات را که برای شناسایی یک تلفن موبایل استفاده میشود، ذخیره می نمایند. سیم کارتها به کاربران اجازه میدهند که بسادگی با جابجا کردن سیم کارت از یک تلفن موبایل و وارد کردن آن در درون یک تلفن موبایل دیگر تلفنها را تغییر دهند. در دنیای GSM استفاده از سیم کارتها اجباری است. مشابه سیم کارت در شبکه UMTS، یا سیستم جهانی ارتباطات راه دور موبایل (Universal Mobile Telecommunication System)، کارت مدار مجتمع شده جهانی (Universal Integrated Circuit Card – UICC) نامیده میشود، در جائیکه در تلفنهای متداول CDMA، (Removable User Identity Module – RUIM) نامیده میشوند.
سیم کارت یا ماجول شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module – SIM)
تعریف سوم از سیم کارت : یک سیم کارت یا ماجول شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module – SIM) یک تراشهء حافظهء قابل حمل میباشد که در برخی مدلهای تلفنهای موبایل (سلولی) استفاده میشود.سیم کارت باعث میشود که سوئیچ کردن به یک تلفن جدید به سادگی سیم کارت را از تلفن قدیمی در آوردن و در داخل تلفن جدید جای دادن، راحت و آسان باشد.

اطلاعات سیم کارتهای تلفن همراه

سیم کارت، اطلاعات شناسایی شخصی، شماره تلفن موبایل، دفترچه تلفن، پیامهای متنی و دیگر دیتا را نگه میدارد. به سیم کارت میتوان بعنوان یک دیسک سخت یا هارد دیسک مینی فکر کرد که بطور خودکار تلفنی را که به آن وارد شده، فعال میکند.یک سیم کارت میتواند بسیار سهل الااستفاده باشد. برای مثال اجازه دهید بگوییم که شارژ باتری تلفن شما در خانه دوستتان تمام میشود. با در نظرگرفتن این مسئله که هر دوی شما دارای تلفنهای بر پایهء سیم کارت میباشید، قادر خواهید بود که سیم کارت را به درون تلفن موبایل دوستتان وارد نموده و تماس تلفنی تان را برقرار سازید. کریر یا اپراتور شما این تماس را درست مثل اینکه از تلفن خودتان انجام میگیرد پروسس مینماید، از اینرو این مکالمه به حساب دوستتان محاسبه نخواهد شد.

ظرفیت سیم کارت تلفن همراه

سیم کارتها در انواع مختلف و با ظرفیتهای حافظهای متنوع در بازار موجود میباشند:
سیم کارتهای 16، 32، 64 و 512 کیلو بایتی که موارد توزیع و استفاده آنها بستگی به گستردگی شبکه موبایل آن منطقه دارد. البته در حال حاضر سیم کارتهایی با حافظههای 128 و 512 مگا بایتی نیز به بازار ارائه شدهاند.

سیستم عامل سیم کارت تلفن همراه

سیستم عامل سیم کارت در دو نوع جاوا و سیستم عاملهای محلی موجود است که نوع محلی، اختصاصی بوده و مبتنی بر نرم افزارهای مخصوص فروشندگان آن میباشد در حالی که سیم کارتهای جاوا، مبتنی بر زبان برنامه نویسی جاوا هستند و مهمترین ویژگی آنها عدم وابستگی به سخت افزار است.

اطلاعات ذخیره شده در سیم کارت موبایل

امکانات هرسیم کارت

هر سیم کارت امکاناتی از قبیل حافظه دفترچه تلفن ؛ ذخیره Sms پیام کوتاه، کد Pin 1 ؛ puk 1، pin2، puk 2 ، کد Imsi می شود :

حافظه دفترچه تلفن:

توسط این قابلیت می توان در سیم کارتهای جدید حداکثر250حافظه دفترچه تلفن اضافه کرد(سیم کارتهای قدیم حدود 100 حافظه)

ذخیره Sms پیام کوتاه:

با کمک این قابلیت می توان 20 پیغام نوشتاری در داخل سیم کارت ذخیره کرد.

کد Pin 1 :

در تمام سیم کارتها قابلیتی از بعد امنیتی لحاظ شده که می توان با تنظیمات داخل منو این گزینه را فعال کرد که در نتیجه پس از هر بار روشن کردن گوشی ، وارد کردن کد امنیتی به نام Pinضروری می باشد و چنانچه سه مرتبه این کد را اشتباه وارد کنیم دستگاه از ما کد بالاتر به نام Puk 1 را درخواست می کند(حتی اگر سیم کارت را در داخل گوشی دیگری بگذاریم)

puk 1:

این کد فقط بر روی سند موبایل و همچنین سیستم های کامپیوتری مخابرات قرار دارد و به هیچ عنوان نیز قابل تغییر نمی باشد و هر سیم کارت Puk مربوط به خود را دارد وجهت باز کردن قفل سیم کارت چنانچه Pin را سه مرتبه اشتباه وارد کنیم استفاده می شود و اگر ده مرتبه Puk را نیز اشتباه وارد کنیم سیم کارت کاملا از کار می افتد و منو نیز اجرا نمی شود ، اطلاعات سیم کارت از بین می رود که اصطلاحا به این حالت سوختن سیم کارت می گویند. و باید آنرا تعویض کرد.

pin2

قابلیت هایی در سیم کارت وجود دارد که جهت فعال یا غیر فعال کردن آنها نیاز به Pin2 میباشد که مهمترین قابلیت آن در ایران قفل کردن سیم کارت جهت تماسهای خروجی می باشد چنانچه Pin2 را سه مرتبه اشتباه وارد کنیم دقیقا مانند Pin1 عمل می کنیم.

puk 2

جهت باز کردن Pin2 استفاده می شود و اگر ده مرتبه اشتباه وارد شود سیم کارت بالا می آید ولی قابلیتهایی که با Pin2 کنترل می گردد دیگر قابل کنترل و تغییر نمی باشد.

کد Imsi

این کد،سریال سیم کارت جهت شناسایی برای شبکه می باشد وهمچنین غیر قابل دیدن و تغییر می باشد هرسیم کارت کد Imsi مخصوص به خود را دارد و هر بار که گوشی را روشن می کنیم و همچنین هنگام در خواست تماس،دریافت تماس و Sms این کد جهت ثبت استعلام برای شبکه ارسال می گردد.

پایه های سیم کارت:

1-clk

جهت تامین اسیلاتور سیم کارت به کار می رود و در واقع داخل گوشی فرکانس مورد نیاز سیم کارت تولید می شود و از این پایه به سیم کارت ارائه می گردد.

2-rst

به هنگام روشن شدن گوشی و همچنین ذخیره کردن و خواندن اطلاعات بر روی سیم کارت یک پالس مربعی وارد این پایه می شود و سیم کارت را جهت اجرای مجدد Reset می کند.

اندازه استاندارد سیم کارت تلفن همراه

سیم کارتها در 2 اندازه استاندارد موجودند. اولی به اندازه یک کارت اعتباری (76/0 * 98/53 * 60/85) میلی متر و جدیدتر آن، نسخهء مینیاتوری متداول میباشد که دارای 25 میلی متر پهنا و 15 میلی متر ارتفاع و یک ضخامت76/0 میلی متر است.

سیم کارت W-SIM

یک سیم کارتی میباشد که فن آوری سلولی هسته را در درون خود کارت مجتمع میسازد.

GSM11.11

خصوصیات ماجول شناسایی مشترک (SIM) – رابط تجهیزات سیم کارت موبایل (SIM-ME) میباشد.

GSM11.14

خصوصیات کیت ابزار استفاده SIM برای ماجول شناسایی مشترک (SIM) – رابط تجهیزات سیم کارت موبایل (SIM-ME) میباشد.

اندازه مخزن حافظه

سیم کارت نمونه با هزینه پایین (فقط GSM11.11) دارای حافظه کمی میباشد، 2 تا 3 کیلو بایت (حاوی فهرست راهنمای تلفن و غیره). چنین مخزن دیتایی مستقیما” توسط تلفن استفاده میشود. بازار سیم کارت با هزینه پایین بطور ثابتی در حال کوچکتر شدن است.
سیم کارتهای با کاربردهای بیشتر (GSM11.14) با چندین اندازه مخزن آماده و قابل دسترسند، بزرگترین آنها سیم کارت با یک گیگابایت میباشد. اندازه های کوچکتر سیم کارتها نظیر 32 کیلو بایتی و 16 کیلوبایتی مرسوم ترین آنها در زمینه هایی که شبکه های GSM کمتر توسعه یافته، میباشند. سیم کارتهای با حافظهء بالا، به ترتیب 128 تا 1024 مگابایت نیز وجود دارند.
حافظهء سیم کارتها در میان کریرها یا اپراتورهای موبایل متفاوت خواهند بود.
در پایان سال 2006 متداولترین سیم کارت GSM در ایالات متحده 64 کیلو بایتی بود – این از نوامبر سال 2004 زمانی که اپراتورهای سینگولار (Cingular) و AT & T با یکدیگر ادغام شدند، و عرضهء سیم کارتهای 64 کیلوبایتی را نسبت به 32 کیلویایتی که بهتر هر دو شبکه را پشتیبانی مینمود (و کاری کرد که هر دو بنظر یکی بیایند)، پیشرفت نمود

تعریف تخصصی :

یک سیم کارت اپراتور Cingularیک سیم کارت (ماژول معرفی‌کننده مشترک) یک کارت هوشمند برای تلفن های همراه است. سیم کارت به طور امن کلیدهای مشترک-سرویس دهنده را برای شناساندن یک تلفن همراه در خود نگه میدارد. یک سیم کارت به کاربران اجازه می دهد که گوشی تلفن خود را به آسانی فقط با خارج کردن سیم کارت و قراردادن آن در گوشی دیگر تغییر دهند.
استفاده‌ی سیم کارت در شبکه های GSM است. معادل سیم کارت در شبکه های UMTS به نام USIM یا Universal Sim است، در حالیکه ماژول خارج شونده‌ی معرفی کننده کاربر (RUIM) در تلفن های CDMA بیشتر کاربرد دارد.
سیم کارت در دو اندازه استاندارد موجود است. اولی اندازه یک کارت اعتباری (85.60م.م × 53.98 م.م × 0.76م.م) است. جدیدتر که خیلی محبوب تر هم است، اندازه مینیاتوری با 25 م.م در طول، 15 م.م ارتفاع و نازکی به اندازه 0.76 م.م دارد.
W-SIM سیم کارتی هست که هسته فناوری سلولی را با کارتی درون خودش کامل می‌کند.
GSM 11.11 معرفی کننده مشخصات سیم کارت است. GSM 11.14 معرفی کننده مشخصات برنامه های ابزاری SIM برای سیم کارت است.

اندازه ذخیره‌سازی حافظه

نوعی ارزان قیمت سیم کارت (فقط GSM 11.11) حافظه کمی دارد، چیزی در حدود 2-3 کیلوبایت که در GSM 11.11 تعریف شده است (برای دفترچه تلفن و شبیه آن). همان نوع حافظه داده مستقیما توسط گوشی مهیا می‌شود. بخش بازاری سیم کارت های ارزان قیمت، پایداری آن ها است.
سیم کارتهایی با کاربردهای اضافی (GSM 11.14) در اندازه‌ی حافظه های زیادی موجود است، بیشترین آن های یک گیگابایت است. کوچک‌ترین آن ها از همان نوع 32 کیلوبایت و 16 کیلوبایت است که در جاهایی که شبکه های GSM کمتر گسترش یافته استفاده می شوند. اندازه های بزرگ‌تری برای حافظه سیم کارت هم وجود دارد که بین 128 تا 1024 مگابایت است.
حافظه سیم کارت بیشتر به ارائه دهنده خدمات مربوط می شود.
در پایان 2006 بیشترین نوع سیم کارت GSM ای که در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت از نوع 64 کیلوبایتی بود.

سیستم عامل ها

سیستم عامل های سیم کارت به طور معمول بر دو نوع هستند : سیستم عامل های محلی و کارت های جاوا. سیم کارت های محلی نرم افزارهای اختصاصی ارائه دهنده سرویس را در خود دارند همانطور که کارت های جاوا بر پایه استانداردهایی هستند، کارت های جاوا نوع خاصی از زیر مجموعه‌ی زبان برنامه نویسی جاوا هستند که برای اجرا برروی دستگاه های کوچک هدف گذاری شده اند.

داده

سیم کارت ها اطلاعات مشخص شده توسط شبکه را برای تصدیق هویت و معرفی مشترک به شبکه را در خود دارند، مهم‌ترین این اطلاعات عبارت اند ICCID و IMSI و Ki و LAI. یک سیم کارت همچنین اطلاعات دیگری نظیر شماره SMSC (مرکز سرویس پیغام کوتاه)، نام ارائه دهنده خدمات (SPN)، شماره های تماس خدمات (SDN) و برنامه های سرویس ارزش افزوده (VAS). (رجوع کنید به GSM 11.11)

ICCID

هر سیم کارت به طور بین المللی با ICC-ID (شماره کارت مداری بین المللی) شناخته می شود. ICCID در درون سیم کارت ذخیره می‌شود و همچنین برروی بدنه سیم کارت در طی فرایندی به نام شخصی سازی چاپ یا حک می شوند.

IMSI

هر سیم کارت برروی شبکه خودش توسط نگه داری یکتایی مشخص کننده بین المللی تلفن مشترک شناسایی می شود. اپراتورهای تلفن همراه با استفاده از IMSI تماس های تلفن همراه مشترک و ارتباط آن را با دیگر سیم کارت ها برقرار می‌کنند .

کلید تصدیق هویت (Ki)

Ki یک مقدار 16 بایتی است که برای تصدیق هویت سیم کارت برروی شبکه تلفن همراه استفاده می شود. هر سیم کارت یک Ki به صورت یکتا دارند که توسط اپراتور تلفن همراه طی فرایند شخصی سازی به آن نسبت داده می شود. همچنین Ki در پایگاه داده شبکه (شناخته شده به عنوان HLR) ثبت می‌شود.

پروسه تصدیق هویت

در هنگام راه اندازی تلفن همراه، سیم کارت، IMSI خود را به اپراتور تلفن همراه با درخواست دسترسی و تصدیق هویت می فرستد.
اپراتور تلفن همراه در پایگاه داده خود به دنبال IMSI درخواست شده با Ki مشخص شده می گردد.
سپس اپراتور تلفن همراه یک عدد تصادفی ایجاد می‌کند و آن را با تلفیق در Ki یک شماره به نام درخواست واردشده (SRES_1) ایجاد می‌کند.
سپس اپراتور شبکه عدد تصادفی را به سیم کارت می فرستد و سیم کارت هم آن عدد تصادفی را Ki در خودش تلفیق می‌کند و SRES_2 را ایجاد می‌کند و آن را به اپراتور می فرستد.
سپس اپراتور شبکه SRES_1 محاسبه شده خودش را با SRES_2 محاسبه شده توسط سیم کارت مقایسه می کند. اگر دو شماره با هم یکی شدند سیم کارت تصدیق شده و اجازه دسترسی به شبکه را پیدا می‌کند.

معرفی‌کننده موقعیت محلی

سیم کارت وضعیت اطلاعات شبکه که از طرف شبکه به آن پخش می‌شود را دخیره می‌کند، مانند معرفی کننده موقعیت محلی (LAI). اپراتورها به محدوده های مختلفی تقسیم شده اند، که هرکدام یک شماره LAI منحصر به فرد دارد. هنگامی که تلفن همراه موقعیت خود را از یک محدوده به محدوده دیگری تغییر می‌دهد، آن اطلاعات جدید LAI را در سیم کارت ذخیره کرده و به اپراتور شبکه می فرستد تا موقعیت جدید خود را مشخص کند.

منبع: اطلاعات شخصی ،
کاتالوگ gsm
، کتاب جیبی سیم کارت