Ковыряемся в SIM-карте: процессор, память, файловая система + I/O
Трудно найти человека, не знающего, что такое SIM-карта или Subscriber Identity Module — модуль идентификации абонента. Этот кусочек пластика с золотистыми контактами на одной из поверхностей является ключом к услугам, предоставляемым оператором мобильной связи. А ещё внутри SIM-карты находится специализированный компьютер с достаточно сложной функциональностью.
SIM-карта — это та же процессорная кредитка, но в профиль
SIM-карта на самом деле одна из разновидностей более общей сущности – процессорной «умной карты» (Smart Card).
Процессор в теле SIM-карты
В сетях CDMA для идентификации абонентов используется R-UIM – Removable User Identity Module. Слово Removable (сменяемый) подчеркивает его новый статус, поскольку раньше, в сетях IS-95 (стандарт связи, на базе которого работали сети CDMA в США, России и других странах, например, СОНЕТ в Москве) элементы, идентифицирующие абонента, размещались среди электронных компонентов телефона. Очевидно, что использование R-UIM существенно упрощает и замену телефона при его неисправности или покупке нового, и позволяет воспользоваться телефоном другого стандарта в роуминге.
Но далее речь пойдет о модулях идентификации абонентов, используемых в сетях GSM-UMTS, которые по традиции будем называть SIM или картами.
Померяемся картами?
В настоящее время стандартизированы три формата модулей идентификации абонентов GSM-UMTS.
Три формата модулей идентификации абонента GSM-UMTS
ID-1 UICC – самый первый вариант – имеет размер обычной банковской карты. Многие помнят его по моделям 90-х годов – Motorola 8900, StarTAC и других. В настоящее время в новых моделях мобильных терминалов практически не используется из-за больших габаритов.
Plug-in UICC – наиболее распространенный сейчас формат. Обычно такие модули выламываются из карт размера ID-1 по просечкам, сделанным во время изготовления.
Mini-UICC – формат карт, который начала использовать компания Apple в iPhone 4, iPad, iPad 2. Сейчас и другие производители мобильных телефонов и других устройств намерены выпускать модели, в которые нужно будет вставлять модули именно такого формата. Иногда этот формат называют 3FF, или в просторечии «микро-SIM». И эти карты обычно выламываются из карты формата ID-1. Причины появления такого разнообразия очевидны – экономия места внутри корпуса телефона.
Универсальную просечку, позволяющую по выбору пользователя выломать из пластика карты ID-1 модуль размером как Plug-in, так и Mini-UICC, стараются не делать по соображениям надежности – при попытке выломать карту под формат Plug-in очень легко повредить остающиеся тонкие перемычки, после чего карта Plug-in будет ненадежно держаться в телефоне.
Карта ID-1 с «универсальной» просечкой для Plug-in и Mini-UICC
А смещение SIM-карты в держателе грозит проблемами с работой телефона. Минимальная неприятность – телефон просто не ощущает присутствия SIM и не регистрируется в сети. В худшем варианте может получиться, как при перепутывании проводов – попадание напряжения не по адресу и замыкание с непредсказуемыми последствиями.
Производители мобильных терминалов кто активно, кто менее решительно, обычно возражают и против использования адаптеров, которые рекламируются для использования в них карт формата Mini-UICC в телефонах, рассчитанных на карты формата Plug-in. Адаптер имеет чуть большую толщину, чем модуль Plug-in, а кроме того, щели на стыке карты и адаптера могут при установке SIM ломать контакты в телефоне, лишая пользователя шансов на гарантийный ремонт.
В некоторые устройства, работающие в мобильной сети (навигаторы, устройства для контроля местоположения транспортных средств и т.п.) модули идентификации абонентов могут просто впаиваться в виде микросхем, но обычным абонентам с такими модулями обычно сталкиваться не приходится.
Cколько должно быть контактов?
В обиходе встречаются модули с разным рисунком контактной площадки и разным числом контактов. Некоторые производители используют «фирменный» рисунок контактной площадки, в качестве своей визитной карточки.
Стандартами предусмотрены 8 позиций для площадок, через которые модули соединяются с мобильными терминалами, но не всегда используются все из них. Часто встречаются карты с 6-ю контактами, а остальная металлизированная часть обычно подключена к «земле».
Карты с 6-ю и 8-ю контактами
Используемые контакты:
С1 — Vcc — питание;
С2 — Reset – контакт управления картой;
С3 — CLK — Clock – тактовая частота;
C5 — общий («земля»);
С6 — Vpp – напряжение программирования, которое используется при записи служебной информации
C7 — I/O – линия последовательного интерфейса ввода/вывода.
Стандартами предусмотрено использование и контактов C4 и С8 в режиме обмена информацией с мобильным терминалом в режиме USB, обеспечивающем более высокую скорость передачи информации, чем через обычный I/O интерфейс SIM.
На практике сейчас режим USB-интерфейса фактически не используется, поскольку оборудование с этим интерфейсом практически не производится и не заказывается потребителями, поэтому эти контакты, даже если они есть на карте, соединены с «землей». В дальнейшем будет обсуждаться работа через линию I/O интерфейса.
Куда они воткнули компьютер?
Объем памяти, которую можно использовать для хранения информации в SIM, бывает разный и постепенно растет по мере развития технологий. Несколько лет назад была вспышка эйфории от появления технологии, позволяющей разместить в SIM гигабайты информации. Именно тогда после жаркой дискуссии в отрасли и двух туров голосования в GSM Association, был выбран стандарт USB для работы с большими объемами информации. Но потом эйфория стихла, и сейчас на рынке не так уж много и мобильных терминалов, способных работать с такими SIM, да и сами SIM с гигабайтным объемом памяти не пользуются особым спросом у операторов.
Можно ли хранить HD-фильмы на SIM-картах?
Кто кем рулит?
Кроме того, что телефон или другой мобильный терминал предоставляет SIM-карте питание и сигнал тактовой частоты, он полностью отвечает и за обмен информацией между устройствами – телефон всегда выступает в роли ведущего, а карта всегда является ведомым.
Телефон посылает в SIM команды/запросы, а SIM только отвечает на них, сопровождая ответы информацией о статусе ответа.
В информации о статусе карта может подтвердить, что команда выполнена успешно, попросить дополнительное время на подготовку ответа, сообщить об ошибках различного типа или сообщить, что у нее есть специальная информация для телефона, которую тот может получить, послав в следующей команде специальный запрос на выборку.
Этот механизм передачи информации из карты в телефон обычно называют SIM (или Card) Application Toolkit, STK. Он используется для реализации различных услуг, в основе которых лежат программы-приложения (обычно написанные на JavaCE – Java Card Edition), исполняемые внутри SIM. В меню телефонов, с установленными SIM-картами основных операторов, можно найти пункты и целые деревья меню, сформированные на основе информации, предоставленной приложениями, работающими в SIM-картах.
На этой же технологии основана работа услуг реального времени, например, постоянно предоставляющих информацию об актуальном балансе.
Возможна организация роуминга для небольших компаний с использованием переключения двух IMSI в одной карте – одного, соответствующего своей сети, а другого – предоставленного «взаймы» другим оператором — «старшим братом». Например, сети «Билайн», работающие в странах СНГ, используют механизм Dual IMSI для предоставления услуг роуминга своим абонентам. В их SIM-картах прописаны один IMSI своей сети, а другой IMSI, соответствующий российской сети «Билайн». В российской сети «Билайн» эти IMSI зарезервированы в HLR для предоставления услуг роуминга «дочерним» компаниям и организованы каналы связи с ними. Абонент «Билайн» из «дочерней» компании, находясь, например, в европейской стране, с помощью STK-меню переключает режим работы SIM в роуминговый. В результате телефон с такой SIM-картой представляется для роуминговой сети, как принадлежащий абоненту российской сети «Билайн». Дальше все происходит, как обычно, только российская сеть «Билайн» организует передачу информации по поручению «дочерней» сети.
Внутри SIM можно организовать даже WEB-сервер! Так что, если кого-то смущает «рабское положение» SIM, он вполне может считать ее сервером.
Как оно включается и почему медленно грузит книгу?
После включения и запуска операционной системы телефон подает на SIM напряжение питания Vcc. Стандартами предусмотрены три номинала напряжений питания SIM – 5В, 3В и 1,8В.
Раньше выпускались карты, способные работать только при напряжении 5В. После появления телефонов, которые подавали на карту напряжение не более 3В, эти старые SIM постепенно были заменены новыми, способными работать от напряжения 3В, которые выдерживают и работу в телефонах, предоставляющих 5В.
Поскольку телефонов, которые предоставляют SIM-картам напряжение только 1,8В, пока не встречалось, современные SIM-карты проблем совместимости из-за напряжений питания не создают.
После того, как на телефон подано напряжение питания, подается сигнал тактовой частоты, и после установления стабильного режима поднимается напряжение на контакте Reset. Это служит для SIM-карты сигналом начала работы с нею, на что она отвечает последовательностью байтов, которая называется ATR (Answer To Reset).
Байты ATR содержат базовую информацию о возможностях карты и поддерживаемых протоколах обмена информацией. В частности, он могут подсказать телефону возможные варианты ускорения обмена информацией через интерфейс путем увеличения тактовой частоты и скорости передачи информации.
Прочитав информацию из ATR, телефон может запустить процедуру PPS (Protocol and Parameter Selection) согласования режима обмена информацией телефона с картой. Если телефон не способен найти вариант, приемлемый и для него и для SIM, то общение с картой продолжится в режиме по умолчанию (со скоростью 9600 бит/сек).
В таких случаях абоненты часто жалуются на слишком большую продолжительность считывания телефонной книжки из SIM-карты в телефон, почему-то укоряя при этом оператора, выпустившего SIM-карту.
«Привет, ты кто?»
В процессе включения SIM-карта и мобильный терминал (телефон) обмениваются «визитными карточками». Телефон считывает из SIM файл, содержащий SST – SIM Service Table — определенным образом закодированную информацию о тех функциях STK, которые SIM умеет выполнять. В свою очередь телефон отправляет в SIM-карту TERMINAL PROFILE — определенным образом закодированную информацию о том, какие функции общения с SIM он сможет поддерживать. В результате обе стороны получают информацию о способностях партнера и могут правильно взаимодействовать при реализации услуг на базе STK.
Файловая система и безопасность
SIM имеет многоуровневую иерархическую файловую структуру с разграничением доступа.
Доступ к файлам регулируется необходимостью предварительного предъявления пользователем кодов доступа разных типов.
Часть этих кодов доступа хорошо известна – это Personal Identification Numbers — PIN (он же PIN1) и PIN2. Другие коды используются для административного доступа к служебным файлам.
Что дает такое разграничение? Активированный запрос PIN позволяет обезопасить деньги на лицевом счете, связанном с SIM-картой, от несанкционированного использования посторонними лицами.
Другим важным приемом обеспечения безопасности является, например, невозможность считывания информации из некоторых файлов, например, считывание ключа Ki, который используется в различных криптографических алгоритмах при аутентификации абонента и формировании ключей шифрования трафика.
Почему полезно читать инструкции
Несколько лет назад на круглом столе по перспективам смартфонов, организованном одним из производителей, один из участников пожаловался мне, что у «Билайн» не хватает услуги очень полезной для родителей. Он хотел, чтобы родители могли бы ограничить для своих чад возможность позвонить только на определенный набор телефонных номеров – домой, родителям, бабушкам с дедушками, а на остальные номера телефон ребенка звонить не должен.
Каково же было его удивление, когда я показал ему работу функции FDN – Fixed Dialing Numbers, которая реализуется совместными действиями телефона и SIM-карты. Разрешенные номера с помощью телефона просто записываются в определенный файл SIM-карты, и доступ на изменение этого списка блокируется с помощью PIN2. После этого телефон с такой SIM будет отказываться звонить по номерам, не указанным в списке FDN.
Правда, нужно отметить, что не все телефоны поддерживают работу этой услуги.
Мойте руки перед едой
Кожа пальцев покрыта органическими жирными кислотами, которые при контакте вызывают коррозию металлических деталей. Мелкие детали — это как раз про контакты SIM-карты.
На фотке лазерная указка, поверхность которой после довольно редкого использования лишилась нескольких слоев металлического покрытия – хромирования и меднения как раз из-за этих жирных кислот! Как известно, «радиотехника – это наука о контактах», а у SIM их много!
Лазерная указка, пострадавшая от жирных кислот на пальцах
Подобная участь не должна постичь контакты SIM-карты, а для этого нужно всеми способами оберегать контакты SIM от загрязнения, и стараться не трогать их пальцами!
Если уж проблема с контактами между телефоном и SIM возникла, то помочь может аккуратная очистка контактов мягким ластиком. Только не нужно после операции очистки убирать крошки с контактов пальцами, иначе все проблемы начнутся сначала! Лучше просто сдуть их или аккуратно смыть спиртом.
Менять или не менять?
Однажды в офис «Билайн» пришел абонент, которого из сервиса по ремонту телефонов отправили менять SIM-карту, потому, что его вполне новый телефон самопроизвольно выключался во время звонка, проверки баланса, отправке SMS.
Пришлось объяснить ему, что выключение телефона не имеет никакой связи с исправностью SIM. С помощью ластика, я аккуратно почистил контакты на батарее и в телефоне, после чего телефон стал нормально работать. Попутно прочел абоненту маленькую лекцию о гигиене.
Конечно, не во всех случаях ситуация столь очевидна, и определить, кто виноват – телефон или SIM в том, что услуги не работают, не просто – ведь их общение происходит практически интимно. Особенно важно разобраться в причинах конфликтов при разработке новых услуг, использующих STK или при обнаружении проблем несовместимости SIM с какими-то моделями телефонов или других мобильных терминалов.
В таких случаях неоценимую услугу оказывает анализатор протоколов обмена информацией на интерфейсе SIM-терминал:
Анализатор протоколов обмена информацией между SIM и мобильным терминалом.
Вместо SIM-карты в терминал вставляется специальный пробник, а SIM подключается через гибкий шлейф. Во время работы вся информация о событиях, происходящих на интерфейсе, записывается в память подключенного к анализатору компьютера.
Сравнение собранной информации с требованиями стандартов, позволяет однозначно и убедительно установить виновную в конфликте сторону.
Конечно, в материале затронуты лишь некоторые особенности SIM-карт и их работы в телефонах, но если есть интерес к этой теме, просто задавайте вопросы, я обстоятельно отвечу.
«Сервисы меню SIM-карты» от Мегафона
Сервисы меню SIM-карты
Некоторые абоненты Мегафон при просмотре расходов могут заметить, что у них были списаны деньги за «Дополнительные услуги и опции», а в уточнении будут указаны «Сервисы меню SIM-карты».
Давайте же разберёмся, что это вообще такое, и за что конкретно списали деньги? Сервисы меню SIM-карты – это сервисы, предоставляемые в меню сим-карты, как не сложно догадаться. Если зайти в «Меню сим-карты» (MegaFonPro), то Вы можете увидеть несколько пунктов меню, среди которых «Новости», «Финансы», «Спорт», «Развлечения» и т.п. В каждом из этих разделов есть дополнительные разделы. К примеру, в «Новостях» есть «В регионе», «В России», «В мире», «Hi Tech», «Авто» и т.п.
При простом клике по любому из этих пунктов меню, на Вашем экране начнут появляться всплывающие окна с небольшим количеством текста. Новости можно продолжить читать дальше «Ок» или постараться отменить при помощи кнопки «Отмена», но это приведёт к пропуску этой новости и переходу к следующей. Всего Вы получите от 3 до 5 очень коротких новостей.
Вот, собственно, и всё. Через несколько десятков минут окажется, что Ваш баланс снизился на несколько десятков рублей. Лично у меня за разные наборы «новостей» сняли 90 и 60 рублей, итого – 150 рублей. Главный вопрос – за что такие деньги? За спам на экране, который я не заказывал, и который мне мешал пользоваться смартфоном?
Что ответила техподдержка?
В техподдержку 0500 я дозвониться не смог, так как на моём номере по какой-то причине отключена функция дозвона до живого оператора – робот «Елена» никак не реагирует на данный запрос, хотя с других номеров всё нормально работает.
В итоге я решил написать в техподдержку Мегафона в ВК, чтобы получить разъяснение. Оператор запросил паспортные данные владельца, после чего оказалось, что сотрудник, который выдавал сим-карту (и, соответственно, вводил паспортные данные) ошибся. Но ничего – в техподдержке данные изменили, после чего приступили к обсуждению моей проблемы.
Оказалось, что с моего номера было совершено 10 запросов! Каждый из которых обошёлся в 15 рублей. Итого – 150 рублей.
Разумеется, я сообщил о том, что никаких предупреждений о том, что это платный контент, не было. Да и не понятно совсем, что делается запрос на новости. Оператор техподдержки на основании этого составил обращение, которое должно быть рассмотрено в течение 7 дней. Как придёт ответ – обязательно обновлю данный материал.
В целом же – ситуация крайне печальная. Хорошо, что сейчас мало кто заходит в меню сим-карты, так как потерять деньги там проще простого.
Обновление. Деньги вернули в полном объёме в течение суток.
Подарки и советы
Множество идей оригинальных и приятных подарков по любому событию и на все случаи жизни
SIM-меню: что это такое и можно ли его удалить? Обзор программ для восстановления сим-карт Android: что может SIM-Меню.
Небольшой рассказ про такую не каждый день нужную, но все же полезную штуковину, как обрезчик SIM карт, с помощью которого можно обрезать SIM карту под micro-SIM или nano-SIM буквально за несколько секунд. Ну и наборчик переходничков для использования обрезанных симок в обычных «симкоприемниках»
Предвидя закономерный вопрос «А на кой оно надо, если можно пойти к салон сотовой связи своего оператора и поменять симку на какую нужно или обрезать за 150 руб.?» отвечу, что таки да, так сделать можно, но не все и не везде операторы предоставляют эту услугу даже за деньги.
Учитывая, что в настоящее время производители смартфонов стали массово переходить на мини- и нано-формат и при этом помня, что в смартфоне стало нормой использовать минимум 2 симкарты, то путем несложного подсчета затрат на перевод 4-х симкарт (2 свои и 2 супруги) получаем сумму, даже с сегодняшним курсом вечнозеленого, сопоставимую со стоимостью специального «степлера» для самостоятельной обрезки, который в будущем, я думаю, еще не раз пригодится.
Также, на всякий случай, заказал набор переходничков для обратной адаптации обрезанных симок под стандартный формат.
Поставляется устройство в небольшой картонной коробочке с описанием применения содержимого. Устройство позволяет осуществлять обрезку стандартной симкарты до размера микро-сим, а также обрезку микро-сим до размера нано-сим
С первого взгляда устройство очень сильно напоминает канцелярский степлер. В комплекте также поставляются два хлипеньких адаптера и гвоздик, для извлечения сим-лотка на айфоноподобных смартфонах
Выгладит устройство довольно основательно и надежно, в конструкции я не обнаружил ни одной пластмассовой детали
Принцип действия устройства довольно прост. Нажимая на рукоятку мы опускаем специальные толкатели, которые упираясь в сим-карту, проталкивают ее в отверстие нужного размера, тем самым выламывая лишенее
Спереди снизу расположены два лотка – один по размеру обычной симкарты для обрезания до размера «микро», второй – по размеру микро-симкарты для обрезки до размера «нано». Перед обрезкой нужно убедиться, что скошенный уголок симкарты соответствует уголку в отверстии, дабы не обрезать симку неправильно.
Переходим к тестированию
Вставляем симкарту в лоток стандартного размера
Ставим устройство на ровную твердую поверхность и резко, но аккуратно, давим на рукоятку до упора. На выходе получаем микро-симкарту и обрезок
На полученной симкарте имеются небольшие зазубрины – следствие выламывания
Неровности и шероховатости полученной нано-симкарты можно убрать при помощи обычной пилочки для ногтей
Пробуем установить нашу симку в переходнички из комплекта устройства.
Из нано-сим в микро-сим
Из микро-сим в стандартную
Как уже упоминал выше – переходнички довольно «сопливые» и симка так и норовит из них вывалится, но в качестве запасного варианта думаю, подойдет.
Поставляются в небольшом конвертике с прозрачным окошком
Сзади указано, что данные адаптеры позволяют изменять размер сим-карты из нано в микро, из нано в стандартную и из микро в стандартную
Приложение «SIM-Меню» на многочисленных Android-смартфонах находится в общем меню Программы (Инструменты). Мы расскажем вам о том, что из себя представляет данное приложение и как вы можете его удалить.
Android: что может SIM-Меню
Приложение SIM-Меню для операционной системы Android является уже предустановленным. Какой контент вы найдете в данном приложении, полностью зависит от вашего поставщика услуг мобильной связи. Этот контент считывается с SIM-карты через приложение.
Как правило, через приложение SIM-Меню можно посмотреть различную информацию, а также заказывать у оператора сотовой связи некоторые платные услуги. В качестве примера таких сервисов можем привести прогноз погоды, новости или услугу будильника. На сегодняшний день это приложение по большей части себя уже изжило.
Удаляем SIM-Меню: вот как это делается
Удаляем SIM-Меню: вот как это делаетсяК сожалению, просто так удалить SIM-Toolkit не получится. Тем не менее, при наличии соответствующих прав, удаление этого приложения можно произвести без последствий для смартфона.
Несмотря на это, есть рабочие инструменты для извлечения контактов из памяти сим-карты. В этой статье мы собрали лучшие из немногих доступных программ для восстановления, редактирования и бэкапа sim-карт.
Что за устройство – считыватель сим-карт
Sim card reader – специальное устройство для считывания информации с сим-карты. Подключается к usb-порту ПК как обычная флешка.
Вообще говоря, считыватель сим-карт полезен не только и не столько для восстановления контактов (ибо не всегда это возможно). Это устройство поможет:
Далее рассмотрим некоторые из программ, которые используются именно в связке с сим-карт ридерами. Для работы с контактами, в некоторых случаях, нужно скопировать содержимое со внутренней памяти телефона непосредственно на симку, иначе при подключении считывателя симок вы увидите пустую адресную книгу.
SIMCom
Отметим основные функции:
SIM Card Data Recovery
Особенности Sim Card Data Recovery:
monosim
Запускается sim manager на платформах Windows и Linux. Для установки требуются специальные библиотеки (изучите системные требования).
pySIM
Программа написана на языке python и работает из консоли. В наличии удобная GUI-версия для Windows.
Вопрос-Ответ
Контакты есть на телефоне в адресной книге, а на симке их нет. Пробовала считать программой SIM Manager, ничего нет на симке. Как такое возможно?
Я читал, что программа EaseUS Mobisaver восстанавливает контакты, но после подключения на симке она ничего не находит. На сайте сказано, что это профессиональная программа для восстановления сим-карт.