Как на самом деле устроена SIM-карта

Привычная нам SIM-карта, которой мы пользуемся каждый день легко переставляя её из одного телефона в другой не такой уж простой кусок пластика, как кажется на первый взгляд. Мало кто знает, что SIM-карта по сути является микрокомпьютером, на борту которого есть процессор, постоянная и оперативная память, файловая система и даже продвинутая система шифрования данных. Сегодня мы постараемся разобраться, как устроена SIM-карта и что её  может заменить. Итак, давайте начинать.

Что такое SIM-карта и как она устроена?

SIM-карта (Subscriber Identification Module) - это модуль идентификации абонента, который работает в сетях мобильной связи стандарта GSM. Главная её задача - это аутентификация пользователя в сети или говоря простыми словами, это  проверка для оператора и абонента. То есть в процессе проверки сеть подтверждает, что у пользователя действительно имеется SIM-карта, а симка дает подтверждение, что абонент подключен к правильной сети. SIM-карта не привязана к определенному устройству, что дает возможность переставлять её в другие устройства по желанию. 

Кроме того, SIM-карта является миниатюрным компьютером с собственным процессором, оперативной и встроенной памятью, файловой системой и даже продвинутой системой шифрования данных. В ней также имеется ряд функций, например, SIM-меню и другие приложения. 

Если хорошо рассмотреть симку, то можно увидеть миниатюрный процессор, размер которого сопоставим с размером игольного ушка. Занимает он около 10 % от общей площади симки. Питается от аккумулятора в телефоне, и работает на частоте до 10 МГц.

Объем памяти SIM-карты небольшой, он может составлять 128/256 КБ. Кроме того, память играет очень важную роль занимая практически все место на симке. Память имеет несколько разделов: 

• В первом разделе хранятся пользовательские данные, такие как журнал вызовов, контакты, а также сообщения. Данный раздел занимает 20% памяти;
• Во втором разделе хранятся операторские данные в зашифрованном виде. Они очень важные, поэтому на их хранение предусмотренно 60% памяти. Здесь находятся наборы ключей: IMSI - который является уникальным номером каждого пользователя, в нем зашифрована все информация о сети и стране абонента и КI - это по сути 128-битный ключ аутентификации пользователя;
• В третье разделе, под который выделено 20 % памяти хранятся файлы Java-приложений (нужны для реализации сервисов от оператора).

На поверхности SIM-карты имеются несколько контактных площадок, их расположение и количество соответствует стандарту. Несмотря на то, что всего имеется 8 контактов, в процессе работы используется всего 6 контактов. Через эти контакты питаются рабочие компоненты симки, подаются команды управления, осуществляется ввод, а также вывод необходимых данных.

1. Для подачи напряжения от внешнего источника питания используется контакт "Vcc";
2. Второй контакт "Reset" используется для сигнала о необходимости перезагрузки микропроцессора;
3. Для синхронизации используется контакт "Clk";
4. Этот контакт называется "NC" он никуда не подключенный и является запасным;
5. Контакт земля "Gnd";
6. Vpp - предназначен для сохранения служебных данных, например, PIN-кода;
7. Контакт под названием "I/O"отвечает за обмен данными;
8. Это не подключенный контакт, поскольку 4 и 8 контакты являются резервными.

Как изготавливают SIM-карты?

Изначально стоимость производства одной симки составляло 1$ за штуку, но в настоящее время производство значительно подешевело, поэтому стоимость составляет всего несколько центов. Однако, в эту стоимость не входят затраты: на установку микроскопического чипа, разработку уникального дизайна, а также доставку симки.

Производство начинается с чипа, которой является главкой частью любой симки. Обычно этим занимаются известные производители, такие как: Samsung, Infineon и другие. После чип помещают на специальную подготовленную площадку, затем распаиваются контакты, а после чип заливается клеем. В итоге получается модуль, который извлекается из ленты, крепится на подготовленный пластиковую карту. А уже на финальном этапе делают прошивку симки: PIN-код, ключи и т.д

Ломаются ли SIM-карты?

Ответ на этот вопрос - конечно, да. SIM-карты, как и многое на нашей планете ломаются. Если это случится с вами, то вы узнаете об этом первым. Поскольку ваш телефон сообщит вам об этом в виде сообщения "Ваша SIM-карта не распознана". В этом случае вы не сможете пользоваться услугами мобильной связи. 

Виды SIM-карт

Если вы считаете, что стандартная симка имеет огромный размер, а использовали её даже в эпоху динозавров, то вы сильно ошибаетесь. На самом деле стандартная симка - это не что иное, как MiniSIM-карта. Её габариты составляют всего 15*25 мм. Данный стандарт был утвержден в далеком 1996 году. Сейчас такая симка практически не используется, её можно вставить разве что в дешёвую кнопочную Nokia или другой очень древний телефон. 

Однако, чтобы вы понимали, то до стандартной MiniSIM-карты использовались первые SIM-карты. Размер таких карт примерно был сопоставим со стандартными банковскими картами, которыми мы с вами ежедневно пользуемся. Габариты первой по-настоящему большой, особенно если сравнивать с современными форматами симки составлял 85,6*53,98 мм. 

На смену стандартной MiniSIM-карты пришел формат MicroSIM, который стал использоваться с 2003 года. Габариты данной симки, конечно меньше чем в MiniSIM и составляют 12*15 мм. Однако эти две симки объединяет одинаковый интерфейс обмена и контактная пластина. Поэтому обрезав MiniSIM-карту вы получите MicroSIM-карту. 

Но и этого оказалось недостаточно. Поэтому в 2012 году появился новый современный формат nanoSIM-карты с еще более компактными габаритами 8,8*12,3 мм. Кроме того, не только габариты изменились, но и толщина стала на 12% меньше, однако все контакты сохранились на прежних местах. 

Что может полностью заменить SIM-карты?

Считается, что в будущем мы полностью откажемся от привычных нам SIM-карт. Главная этому причина - новая более современная технология eSIM, которая представляет собой микромодуль встроенный в устройство на этапе его изготовления. В настоящее время технологию eSIM уже используют в новых флагманских моделях смартфонов, а также планшетов. Конечно, пока рано говорить о том, что eSIM уже в ближайшие годы заменит стандартную SIM-карту, для этого понадобится гораздо больше времени.

Но вы должны понимать, что за eSIM будущее. Например, если сравнивать eSIM и SIM-карту, то в этой битве обычная симка выглядит менее привлекательной. Например, eSIM нельзя потерять, сломать или неправильно вставить в устройство, поскольку она находится в вашем телефоне еще с этапа производства. Кроме того, для ее извлечения нет необходимости в специальном металлическом ключе, который достаточно легко потерять. В eSIM есть возможность использовать сразу до 5 номер, а также пользоваться разными тарифами. Это в свою очередь решает проблему с использованием сразу нескольких симок. Стоит добавить, что eSIM достаточно сложно подделать или дублировать в отличие от обычной SIM-карты.

Вывод

Все уже давно привыкли пользоваться SIM-картами и на первый взгляд они кажутся нам просто обычным кусочком пластика, но на самом деле - это небольшой компьютер. На сегодняшний день более 7 миллиардов устройств во всем используют SIM-карты для отправки сообщений, совершения звонком и работы в интернете. Однако, с большой вероятность в будущем на замену стандартных SIM-карт, придет новая технология eSIM, которая с каждым днем все больше внедряется в наш мир. Ведь избавившись от физической SIM-карты в устройстве можно освободить место, а подключения к сети сделать намного проще и доступнее. Кроме того, eSIM практически невозможно взломать, подделать или дублировать в отличие от обычной SIM-карты. На этом все. Всем спасибо за внимание.