Geology Science

همه چیز در مورد سیم کارت ها

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 می شود. این واحد حافظه همزمان با دیجیتال شدن شبکه‌های 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.

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 می شود.

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 ۱۱ رقمی می باشد که مخابرات امکان برقراری تماس و شناسایی کاربر را از طریق این شماره انجام می دهد.

واحد شناسایی مشترک  (Subscriber Identity Module – SIM)

تعریف دوم از سیم کارت : واحد شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module – SIM) یک کارت هوشمند قابل جابجا کردن برای تلفنهای موبایل می باشد. سیم کارتها بطور ایمنی کلید مشترک خدمات را که برای شناسایی یک تلفن موبایل استفاده می شود، 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 می شود، در جائیکه در تلفنهای متداول CDMA، (Removable User Identity Module – RUIM) نامیده میشوند.

سیم کارت یا واحد شناسایی مشترک  (Subscriber Identity Module – SIM)

تعریف سوم از سیم کارت : یک سیم کارت یا واحد شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module – SIM) یک تراشهء حافظهء قابل حمل می باشد که در برخی مدلهای تلفنهای موبایل (سلولی) استفاده می شود.سیم کارت باعث می شود 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 کارت های 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 می شود. با در نظرگرفتن این مسئله که هر دوی شما دارای تلفنهای بر پایه سیم کارت می باشید، 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 می گیرد پروسش می نماید، از این رو این مکالمه به حساب دوستتان محاسبه نخواهد شد.

سامانه 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 می باشد در حالی که سیم کارتهای جاوا، مبتنی بر زبان برنامه نویسی جاوا هستند و مهمترین ویژگی آنها عدم وابستگی به سخت افزار است.

سیم کارت های جاوا :جاوا یک زبان برنامه نویسی موضوعی (شی گرا) است که توسط شرکت Sun و با فلسفه "یکبار بنوس، هرجا اجرا کن " ایجاد شد. بدین معنا که یک برنامه کامپیوتری جاوا می‌تواند بر روی کارپایه‌های مختلف مثل : ویندوز، لینوکس و یا مکینتاش اجرا شود. در واقع برنامه نویسان جاوا بدون توجه به سیستم عامل انتهایی مورد استفاده، بر روی برنامه‌های کاربردها تمرکز دارند. اما در سایر زبان‌های برنامه نویسی، کد برنامه بایستی به کد سیستم عامل مورد نظر ترجمه شده و سپس فایل‌های اجرایی آن ایجاد شود. درصورتیکه برنامه‌های جاوا تنها به یک مفسر حین اجرا (JVM) نیاز دارند تا دستورات آن را به دستورات سیستم عامل مورد استفاده، تغییر دهد. این برنامه که یک برنامه محلی سیستم عامل است می تواند به صورت رایگان تهیه و مورد استفاده قرار گیرد.

تکنولوژی کارت‌های جاوا برای سیم کارت‌های موبایل در سال 1999 و توسط شرکت Sun به بازار ارائه شد و امکان ارائه سرویس‌های ارزش افزوده را از طرف اپراتورها برای مشترکان شبکه فراهم کرد. بدین صورت که مشترکین با استفاده از این سیم کارت‌ها می‌توانند برنامه‌های کاربردی مختلفی که از طرف اپراتور شبکه ارائه شده و معمولا بر روی پرتال آن قرار داده می شود را بروی گوشی خود بارگذاری نمایند. این کارت‌ها مبتنی بر کارپایه‌های J2ME و واسط‌های برنامه نویسی کاربردی (API) مختص به آن می‌باشند. در حال حاضر در کشور ما سیم کارت‌های اپراتور ایرانسل و سری جدید سیم کارت‌های شرکت ارتباطات سیار از نوع سیم کارت‌های مبتنی بر جاوا می باشد.

اطلاعات ذخیره شده در سیم کارت

سیم کارت شامل اطلاعات بخصوصی از شبکه است که برای تصدیق، شناسایی و سرویسگیری مشترکان در شبکه مورد استفاده قرار میگیرند این اطلاعات عبارتند از :

شماره شناسایی بین المللی مدار کارت (ICCID) : شماره شناسایی بین المللی مدار کارت (ICCID) : که در واقع شماره سریال سیم کارت می باشد، یک عدد ۱۹ یا ۲۰ رقمی است که بر روی بدنه سیم کارت نیز حک شده است. در شبکه هر اپراتور سیم کارتها با یک شماره یگانه و منحصر به فرد با عنوان شناسه بین المللی مشترک موبایل (IMSI) شناسایی میشوند که شبکه برای شناسایی، برقراری ارتباطات و سرویسدهی به مشترک از این شماره که توسط اپراتور بر روی سیم کارت ذخیره می شود، استفاده میکند. این شماره یک عدد ۱۵ رقمی است که ۳ رقم اول آن مشخص کننده کد موبایل کشور ( برای ایران ۴۳۲) ، دو رقم بعدی مشخص کننده کد شبکه موبایل (برای شبکه MCI کد ۱۱) و ۱۰ رقم آخر نیز شماره شناسایی مشترک موبایل است.

کلید تصدیق یا (Ki) یکی دیگر از پارامترهایی است که در حافظه سیم کارت ذخیره می شود. این شماره که یک عدد ۳۲ بیتی یگانه بوده و برای هر سیم کارت متفاوت است، برای تصدیق و به رسمیت شناختن سیم کارت در شبکه مورد استفاده قرار میگیرد. این شماره همچنین در پایگاه داده شبکه ذخیره می شود.

مروری مختصر بر فرآیند تصدیق مشترکین در شبکه، موارد کاربرد اطلاعات فوق را بیشتر مشخص میکند. با قرار دادن سیم کارت در گوشی تلفن همراه و روشن کردن آن در ابتدا، سیم کارت IMSI خود را برای به منظور تصدیق و سرویسگیری به شبکه ارسال میکند. سپس شبکه با جستجو در پایگاه داده خود شماره IMSI ارسال شده و Ki تخصیص داده شده به آن را پیدا میکند. ( در صورتی که شماره IMSI در پایگاه داده موجود نباشد، مشترک قادر به سرویسگیری نخواهد بود) سپس شبکه با تولید یک عدد تصادفی (Random) و ترکیب آن با Ki ، یک عدد جدید را تولید کرده و همزمان عددتصادفی خود را نیز برای مشترک ارسال میکند.

سیم کارت نیز با در یافت این عدد، آن را با Ki ذخیره شده در خود ترکیب کرده و عدد حاصل را مجددا برای شبکه ارسال میکند. نهایتا شبکه دو عدد ترکیبی را با یکدیگر مقایسه میکند و در صورت تطابق، اجازه امکان استفاده از شبکه را برای سیم کارت مربوطه صادر میکند. این فرآیند کاربرد Ki و همچنین یکی از کاربردهای IMSI را در شبکه نشان میدهد.

شناسه ناحیه مکانی : یکی دیگر از اطلاعاتی که در سیم کارت ذخیره می شود اطلاعات مربوط به جایگاه مشترک در شبکه است که از طرف شبکه برای هر سیم کارت ارسال شده و با نام شناسه ناحیه مکانی (LAI) شناخته می شود. شبکه هر اپراتور به نواحی مکانی مجزایی با نام Location Area تفکیک می شود که هر ناحیه دارای یک عدد یگانه و منحصر به فرد با نام LAI است. وقتی که مشترک ناحیه مکانی خود را به واسطه حرکت در شبکه تغییر میدهد، اطلاعات ناحیه جدید در سیم کارت ذخیره شده و برای شبکه ارسال می شود تا شبکه از آخرین موقعیت مکانی مشترک آگاه شود. در صورتی که گوشی موبایل خاموش شده و مجددا روشن شود، سیم کارت با بازیابی اطلاعات خود، به جستجوی آخرین LAI ذخیره شده میپردازد. این کار با جلوگیری از جستجو در کلیه فرکانسها، باعث تسریع در زمان برقراری ارتباط مشترک با شبکه خواهد شد.

نام اپراتور (SPN) ، شماره تلفن مشترک، شماره مربوط به مرکز پیام کوتاه (SMSC) و سرویسهای ارزش افزوده (VAS) از دیگر اطلاعاتی است که بر روی سیم کارت ذخیره می شود.

امکانات هرسیم کارت

هر سیم کارت امکاناتی از قبیل حافظه دفترچه تلفن ؛ ذخیره Sms پیام کوتاه، کد Pin ۱ ؛ puk ۱، pin۲، puk ۲ ، کد Imsi می شود :

حافظه دفترچه تلفن:توسط این قابلیت می توان در سیم کارتهای جدید حداکثر۲۵۰حافظه دفترچه تلفن اضافه کرد(سیم کارتهای قدیم حدود ۱۰۰ حافظه)

ذخیره پیام کوتاه:با کمک این قابلیت می توان ۲۰ 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 ۱ را درخواست می کند(حتی اگر سیم کارت را در داخل گوشی دیگری بگذاریم)

کد 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.

کد  Pin 2 : قابلیت هایی در سیم کارت وجود دارد که جهت فعال یا غیر فعال کردن آنها نیاز به Pin۲ می باشد که مهمترین قابلیت آن در ایران قفل کردن سیم کارت جهت تماسهای خروجی می باشد چنانچه Pin۲ را سه مرتبه اشتباه وارد کنیم دقیقا مانند Pin۱ عمل می کنیم.

کدPuk 2  :جهت باز کردن Pin۲ استفاده می شود و اگر ده مرتبه اشتباه وارد شود سیم کارت بالا می آید ولی قابلیتهایی که با Pin۲ 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.

Barring Password : اين كد بر روي سيم كارت تنظيم مي گردد و در هنگام استفاده از سرويس مسدود سازي شماره تلفن ها استفاده مي گردد. براي دريافت اين كد به امور مشتركين شركت مخابرات مراجعه نماييد.

پایه های سیم کارت:

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

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 روشن و خاموش می کند.

اندازه استاندارد سیم کارت تلفن همراه

سیم کارت ها در ۲ اندازه استاندارد موجودند. اولی به اندازه یک کارت اعتباری (۷۶/۰ * ۹۸/۵۳ * ۶۰/۸۵) میلی متر و جدیدتر آن، نسخه کوچک متداول می باشد که دارای ۲۵ میلی متر پهنا و ۱۵ میلی متر ارتفاع و یک ضخامت۷۶/۰ میلی متر است.

سیم کارتW-SIM  : یک سیم کارتی می باشد که فن آوری سلولی هسته را در درون خود کارت مجتمع می سازد.

GSM 11.11 : خصوصیات واحد شناسایی مشترک (SIM) – رابط تجهیزات سیم کارت موبایل (SIM-ME) می باشد.

GSM 11.14 : خصوصیات کیت ابزار استفاده SIM برای واحد شناسایی مشترک (SIM) – رابط تجهیزات سیم کارت موبایل (SIM-ME) می باشد.

اندازه مخزن حافظه

سیم کارتها در انواع مختلف و با ظرفیتهای حافظهای متنوع در بازار موجود می باشند:

سیم کارتهای ۱۶، ۳۲، ۶۴ و ۵۱۲ کیلو بایتی که موارد توزیع و استفاده آنها بستگی به گستردگی شبکه موبایل آن منطقه دارد. البته در حال حاضر سیم کارتهایی با حافظه های ۱۲۸ و ۵۱۲ مگا بایتی نیز به بازار ارائه شده اند.

سیم کارت نمونه با هزینه پایین (فقط GSM 11.11) دارای حافظه کمی می باشد، ۲ تا ۳ کیلو بایت (حاوی فهرست راهنمای تلفن و غیره). چنین مخزن دیتایی مستقیما” توسط تلفن استفاده می شود. بازار سیم کارت با هزینه پایین بطور ثابتی در حال کوچکتر شدن است.

سیم کارتهای با کاربردهای بیشتر( (GSM 11.14با چندین اندازه مخزن آماده و قابل دسترسند، بزرگترین آنها سیم کارت با یک گیگابایت می باشد. اندازه های کوچکتر سیم کارتها نظیر ۳۲ کیلو بایتی و ۱۶ کیلوبایتی مرسوم ترین آنها در زمینه هایی که شبکه های GSM کمتر توسعه یافته، میباشند. سیم کارتهای با حافظهء بالا، به ترتیب ۱۲۸ تا ۱۰۲۴ مگابایت نیز وجود دارند.

حافظه سیم کارتها در میان کریرها یا اپراتورهای موبایل متفاوت خواهند بود. در پایان سال ۲۰۰۶ متداولترین سیم کارت GSM در ایالات متحده ۶۴ کیلو بایتی بود – این از نوامبر سال ۲۰۰۴ زمانی که اپراتورهای سینگولار (Cingular) و AT&T با یکدیگر ادغام شدند، و عرضه سیم کارتهای ۶۴ کیلوبایتی را نسبت به ۳۲ کیلویایتی که بهتر هر دو شبکه را پشتیبانی می نمود (و کاری کرد که هر دو بنظر یکی بیایند)، پیشرفت نمود