что такое симка в телефоне
Что такое SIM-карта. Секреты вашей симки
SIM-карта – микроскопический чип, который дает возможность общаться в мобильной сети. Но на самом деле «симка» может гораздо больше.
Как производят СИМ-карты? Что хранится на них, как это копируют (легально и не очень) и какие есть способы защититься от кражи данных через SIM-карту?
Начнём с главного. Что такое СИМ-карта?
SIM-карта – это контактная смарт-карта с собственным процессором, способная регистрироваться в мобильной сети. «Симка» умеет находить ближайшую передающую станцию и хранить информацию: номера, SMS и другие данные.
SIM-карта имеет постоянную (энергонезависимую) и оперативную память. Также есть модуль аппаратного шифрования и аппаратный генератор случайных чисел.
Процессор SIM-карты работает на частоте до 10 МГц. Постоянная память делится на области: примерно 60% занимают данные оператора, 20% – операционная система, остальное – данные пользователя.
Как производятся SIM-карты?
Всё начинается с производства чипов. Среди самых известных производителей – Samsung, ST Microelectronics, Infinion.
Затем чипы помещают на контактные площадки – выполняют сборку. Получается такая лента:
После этого модули извлекают из лент и крепят на пластиковую основу. После этого на каждый модуль загружают операционную систему и приложения.
Финальный шаг – прошивка уникальных данных для каждой карты. Это ICCID и PIN-коды, ключи, идентификаторы и др.
Какие бывают SIM-карты
Стандартная (большая) SIM-карта – это на самом деле MiniSIM. Её размеры – 15х25 мм. Стандарт утвердили в 1996 году. Такие карты поддерживают 2G и 3G, с 4G/LTE не работают.
До этого SIM-карты были гигантскими – 85,6х53,98 мм. Как кредитные карты. Появились они в 1991 году.
Третье поколение, MicroSIM, представили в 2003 году. Распространением карт размером 12х15 мм мы обязаны Apple и iPhone 4.
Но и это оказалось много. В 2012 году запустили nanoSIM размером 8,8х12,3 мм. Они, кстати, тоньше других карт – 0,67 мм против 0,76 мм.
И это также заслуга Apple: убрав края MicroSIM, компания предложила самый удобный вариант, совместимый с предыдущими поколениями. Собственно, впервые nanoSIM массово использовали в iPhone 5.
Почему SIM-карта не ломается, если её обрезать?
Потому что обрезаете вы пластик, а чип и контактная площадка остаются на месте.
Обычно SIM-карты обрезают специальным резаком, похожим на степлер. Если криво положить в него карту, можно задеть контакты или чип.
Самое сложное – обрезать симку до размера nanoSIM. Уголок там отрезается практически «по-живому». Повредить чип очень легко, особенно если резать ножницами или ножом для гипсокартона.
Цена замены зависит от оператора. У Билайна это стоит 30 рублей, у Мегафона бесплатно, у Tele2 тоже, как и у МТС.
Что такое eSIM
Это чип (embedded SIM – встроенная SIM), который установлен внутри смартфона или другого устройства. На него можно записать ту же информацию, что и на обычную симку.
Чтобы подключить eSIM к сети оператора, нужно получить от него набор зашифрованных данных и сохранить их.
eSIM экономит место внутри смартфона. Чип можно установить где угодно, а раз доставать его не нужно, то и отверстия под «скрепку» в корпусе не будет. Защиту от пыли и влаги организовать проще.
К тому же чтобы сменить оператора, в салон идти не нужно. Можно даже подключиться к нескольким операторам – сохранить разные профили со своими настройками.
О eSIM заговорили, когда Apple выпустила iPhone XS/XR/XS Max. До этого встроенные симки использовали в умных часах Samsung Gear S2 3G 2016 года и в Apple Watch 3/4. Получил поддержку eSIM и смартфон Google Pixel 2.
Проблема в том, что не все операторы поддерживают технологию. А в некоторых странах (включая РФ) eSIM вообще вне закона.
Во-первых, запись данных на eSIM приравнивается к копированию симки. Это мошенничество.
Во-вторых, с eSIM вы можете перейти к новому оператору, не уведомив прошлого. Это нарушение условий договора.
В общем, пока eSIM можно пользоваться только в отдельных странах. И далеко не у всех операторов.
Читайте в нашей другой статье все подробности о eSIM, а также про отличия eSIM от обычной симкарты.
Какие данные хранятся на SIM-карте?
SIM-карта хранит номера KI и IMSI, а также другую информацию. Выглядит это примерно так:
IMSI (International Mobile Subscriber Identity) – международный номер мобильного абонента. Он пересылается в сеть, но только при аутентификации. Когда это возможно, вместо IMSI смартфон посылает TMSI – сгенерированный на базе IMSI временный идентификатор.
KI (Key Identification) – уникальный 128-битный ключ аутентификации пользователя. Он также нужен для авторизации в сети. КI генерируется по алгоритму А8, аутентификация проходит по алгоритму А3.
Как преступники крадут данные с SIM-карты?
Чтобы получить данные с карты, используются SIM-сканеры или SIM-клонеры. Купить их можно за 150 рублей или даже дешевле.
Более-менее легальные сканеры не считывают KI, чтобы не позволить мошенникам клонировать SIM-карту и с её помощью взламывать аккаунты. Фактически процессор SIM-карты работает с KI непосредственно, и передавать идентификатор во внешнюю сеть не нужно.
KI хранится в области памяти, защищенной от чтения. Но если многократно запускать на сканере алгоритм A3 и вводить случайный пароль RAND, то криптографические методы анализа ответа SRES позволят вычислить KI. Занимает это менее минуты.
Впрочем, в SIM-картах есть своеобразный таймер самоуничтожения. После определенного количества запусков алгоритма А3 процессор SIM-карты перестает вычислять SRES и вообще реагировать за запросы.
Но криптометоды эффективно работают только со старыми версиями алгоритма A3 – COMP128v1. Операторы используют его крайне редко. COMP128v2 и COMP128v3 просто не позволят вычислить RAND-SRES и KI. По крайней мере, быстро и наверняка.
Так что если вы хотите купить сканер, который взламывает всё, или скачать программу, которая вытащит KI с любой карты, скорее всего, вас обманут. А в нагрузку ещё и троян вручат, чтобы получить ваши данные.
Проблема в том, что у мошенника есть доступ к базе данных оператора, он может получить набор ключей для большого количества SIM-карт. Если в распоряжении хакеров окажется таблица соответствий SIM-карт и KI, которые производитель передает оператору с очередной партией, данные также окажутся под угрозой.
Но это скорее теоретическая возможность. Как и передача ключей в «эфире мобильного оператора». KI не передается в эфир, так что перехватить его напрямую невозможно.
Как клонируют SIM-карты?
Изначально SIM-карты клонировали, чтобы с одного смартфона пользоваться несколькими телефонными номерами. Данные карт объединяли в MultiSIM – карту с увеличенным объемом памяти. Доступ к следующему номеру можно было получить после имитации перезагрузки смартфона.
Позднее, когда банки и платежные сервисы стали привязывать аккаунты к мобильным номерам, клонированием заинтересовались мошенники. Когда клон заходил в сеть, оригинальная SIM-карта теряла связь.
Все звонки и сообщения поступали на номер-клон. Это позволяло перехватывать доступ к аккаунтам, мобильному банкингу и др. Клон действовал до обновления регистрации оригинального номера в сети.
Операторы пресекли эту схему. Чаще всего защита срабатывает, если SIM-карта заново регистрируется достаточно далеко от предыдущего места входа в сеть.
Вот здесь мы рассказывали, как угоняют SIM-карты и крадут деньги, запрашивая дубликат карты у оператора. Если сделать клон, возможности те же самые.
Как защищаются данные на SIM-картах?
По большому счету, SIM-карты защищены лишь PIN- и PUK-кодами. Специалисты по кибербезопасности рекомендуют постоянно держать активной защиту PIN-кодом и, естественно, менять традиционные четыре нуля в коде на что-то более сложное.
В остальном безопасность использования SIM-карт обеспечивают разработчики мобильных приложений – банковских и т.п.
К примеру, если вы замените SIM-карту, банковское приложение увидит, что телефонный номер у вас тот же, а IMSI-номер поменялся, и заблокирует получение кодов для подтверждения операций. Чтобы восстановить доступ, придется связаться со службой поддержки и подтвердить свою личность.
Правда, что SIM-карта может размагнититься?
Нет. Хотя операторы любят эту сказку.
Симка – это компьютер в миниатюре, печатная плата с контактами. У неё есть процессор, оперативная и постоянная память, вспомогательные элементы.
Но размагничиваться там нечему. Вы же не можете размагнитить процессор в компьютере или в смартфоне, правда? Попробуйте, конечно, а вдруг.
А вот повредить SIM-карту можно. Например, если погнуть или намочить и толком не высушить.
Теоретически карта может выйти из строя из-за статического напряжения. Если тереть её об синтетический костюм, например. Но зачем?
Наконец, у любого чипа памяти есть ресурс циклов перезаписи. В определенный момент ячейки памяти просто перестанут менять состояние.
Но всё это не связано с размагничиванием. Вообще никак.
Бонус-лайфхак: как установить SIM-карту и microSD в один слот
Контакты SIM-карт и microSD в слотах современных смартфонов никак друг друга не перекрывают. Но слот считается гибридным: производители советуют устанавливать либо две «симки», либо карту памяти.
Умельцы нашли, как это обойти. Всё достаточно просто:
1. Стачиваете карту microSD напильником или наждаком, чтобы она стала потоньше.
2. Аккуратно нагреваете пластиковую часть nanoSIM феном и параллельно пинцетом отклеиваете чип.
3. Приклеиваете чип на карту со стороны контактов, осторожно отрезаете всё лишнее. Можно использовать клей по пластику или тонкий двусторонний скотч.
4. Вставляете комбинированную карту в лоток.
Процедура несложная, но с первого раза может не получиться. Потренируйтесь на старых картах, чтобы не испортить основные.
Зачем нужны SIM-карты в телефоне?
Вы, наверное, уже знали это, но почему ваш телефон так бесполезен без этого маленького куска металла и пластика? Просто для чего на самом деле используется SIM-карта?
Как выглядит SIM-карта
SIM-карту довольно легко идентифицировать. Это пластиковая карточка с четким набором металлических контактов. Внутри SIM-карты вы найдете интегральную схему, которая связывается с телефоном через вышеупомянутые металлические контакты.
SIM-карты бывают разных форм и размеров. На самом деле, всего четыре размера. Самый большой из них известен как «полноразмерный» и фактически устарел. Полноразмерные SIM-карты размером 3,37 на 2,125 дюйма в основном были размером со смарт-картами доступа.
Причина этого довольно интересная. На начальном этапе технологии мобильных телефонов несколько человек использовали один телефон. Идея заключалась в том, что вы вставите свою огромную SIM-карту в телефон, когда захотите ее использовать. Поскольку карта будет проводить больше времени в вашем кошельке, чем в телефоне, большой пластиковый корпус имеет смысл.
В наши дни большинство сим-карт, которые вы купите, имеют все три общих размера, с кусочками пластикового корпуса, отрывающимися до тех пор, пока вы не достигнете желаемого размера. Размер Mini-SIM довольно необычен в наши дни и в основном используется в устаревших устройствах или недорогих устройствах на основе старых конструкций.
Размер Micro-SIM очень популярен, и большинство телефонов используют его. Размер Nano-SIM устраняет практически весь пластиковый корпус вокруг контактов SIM-карты и, по сути, является стандартом для флагманов и смартфонов среднего класса, где внутреннее пространство чрезвычайно дорого. SIM-карты имеют физическую клавиатуру, что делает невозможным их неправильную установку.
Что делает SIM-карта?
Сотовая сеть, принадлежащая вашему поставщику услуг, это просто сеть. Они должны контролировать, кто имеет доступ к этой сети, как по соображениям безопасности, так и для того, чтобы все это работало!
Независимо от того, куда вы направляетесь, пока вы находитесь в пределах досягаемости сотовой вышки, принадлежащей вашему поставщику услуг, вы можете связаться с другими.
Что хранится на SIM-карте?
На SIM-карте есть информация, необходимая для аутентификации вашей учетной записи в сети. Одним из них является ICCID или идентификатор карты интегральной схемы. Это номер, который уникален для этой конкретной физической SIM-карты.
Следующий важный бит данных на SIM-карте известен как ключ аутентификации. Это криптографический ключ, используемый для подписи данных, отправляемых в сотовую сеть. Их ключ запускается через криптографическую функцию и затем сравнивается с другим вычислением, выполненным с копией ключа, хранящегося в базе данных оператора. Если они совпадают, вы попадете в сеть.
На SIM-карте также есть память, которую вы можете использовать для хранения ваших контактов и текстовых сообщений. Это довольно ограничено, однако, с большинством SIM-карт, занимающих от 64 до 256 КБ. В наши дни большинству людей лучше хранить свои контакты в собственной памяти телефона вместе с резервной копией, используя что-то вроде iCloud или свою учетную запись Google.
Контрактные и предоплаченные SIM-карты
Обычно сотовые провайдеры используют две модели для продажи своих услуг клиентам. Вы можете подписать договор с фиксированным контрактом или быть клиентом с предоплатой.
В обоих случаях вы получите SIM-карту. Сами карты ничем не отличаются друг от друга. Скорее, именно как поставщик обрабатывает учетную запись, которая выделяет их. Вы можете купить предоплаченные SIM-карты с полки. Хотя во многих странах вы должны зарегистрировать покупку, используя правительственный ID и подтверждение места жительства.
Контрактным SIM-картам распределяются данные, время разговора и другие ресурсы в соответствии с вашим контрактом. Излишки добавляются к вашему счету, и в конце платежного цикла деньги списываются с вашего счета. С картами предоплаты вы обычно загружаете денежную сумму на SIM-карту или иным образом приобретаете время разговора или мобильные данные заранее.
В зависимости от того, где вы живете, некоторые контрактные телефоны могут быть заблокированы для SIM-карт только от этого поставщика. Часто это способ получить телефон с существенной скидкой, но если вам когда-нибудь понадобится использовать другую SIM-карту, возможно, во время путешествий, вы обнаружите, что она не работает! Чтобы избежать такой ситуации, обязательно ищите телефоны, продающиеся как «разблокированные ».
Другим вариантом является переключение SIM-карт. Конечно, если вы просто выйдете и купите новую SIM-карту, с ней будет связан другой номер телефона! У каждого поставщика услуг может быть своя процедура перемещения вашего телефонного номера с одной SIM-карты на другую.
В целом, однако, нужно просто принять телефонный звонок и подтвердить вашу личность. Если у провайдера есть физические магазины, у вас даже должна быть возможность зайти на новую SIM-карту с отключенной старой.
Жизнь после сим-карт
SIM-карты, по крайней мере, отдельные SIM-карты больше не нужны. Мы уже наблюдаем рост eSIM или встроенной SIM- карты. Это SIM-карта, встроенная непосредственно в телефон. Эта карта является программируемой, что означает, что вы можете легко менять поставщиков или использовать несколько поставщиков одновременно.
В некоторых странах телефоны с двумя SIM-картами пользуются большой популярностью. С ними вы можете иметь два телефонных номера, например, один для личного пользования. Вы также можете иметь специальную SIM-карту для передачи данных, возможно, с лучшими тарифами.
eSIM делает это избыточным и превращает доступ и аутентификацию во что-то похожее на использование фиксированной широкополосной связи. Где вы просто вводите имя пользователя и пароль для доступа к данному поставщику услуг.
Лишь немногие современные телефоны имеют встроенные SIM-карты на момент написания статьи, но ситуация изменится, когда отрасль примет этот новый стандарт. У вашего следующего телефона вполне может быть, что вообще некуда положить SIM-карту, что станет концом эпохи, но, безусловно, движением к лучшему.
Как устроены SIM-карты. Часть первая: история вопроса
Какие этапы эволюции проходила знакомая каждому SIM-карта и к чему в результате все пришло
Привычная нам SIM-карта, которую так легко переставить из одного телефона в другой, появилась совсем не одновременно с рождением мобильного телефона как такового. Первые мобильные телефоны работали в «привязанных» стандартах связи: параметры подписки записывались непосредственно в память мобильного терминала. Причем в самых старых аналоговых стандартах вроде NMT-450 — даже без защиты: при желании можно было скопировать запись в другой телефонный аппарат и создать его клон, разговаривать за счет владельца или принимать адресованные ему звонки.
Чуть позднее появилось решение для защиты — так называемый SIS-код: 18-значное число, уникальное для каждого аппарата и зашитое в специальный процессор. SIS-коды централизованно распространялись между производителями, так что двух аппаратов с одинаковым кодом быть не могло. В этом же процессоре хранился и семизначный RID-код, который передавался при регистрации в сети на базовую станцию.
SIM-карта сокровищ: как потерять все, потеряв один лишь телефон — http://t.co/ElKB4U1unJ
Оттуда взамен приходило случайно сгенерированное число, и SIS-процессор на основе этого числа и своего уникального SIS ответа должен был сгенерировать ключ, по правильности которого и происходила авторизация.
Небольшая длина как ключей, так и генерируемых чисел была вполне достаточной в те времена (речь о 1994 годе), хотя позднее система и была взломана. Однако еще за три года до этого появился цифровой стандарт GSM, в котором аналогичная, но более стойкая система авторизации была реализована изначально, а сам стандарт стал «отвязанным».
Сотовые сети 5G: как они будут работать, зачем нужны и когда будут доступны — http://t.co/27iaXMktJE pic.twitter.com/wnkjiuaos9
То есть функции авторизации возложили не на сам аппарат, а на внешний процессор, встроенный в смарт-карту, которую назвали SIM (Subscriber Identity Module, «модуль идентификации абонента»). Данные о подписке абонента перестали быть зависимыми от самого аппарата — стало возможным использовать любые устройства, меняя их сколь угодно часто.
SIM-карта является, по сути, смарт-картой стандарта ISO 7816 и не особенно отличается от других контактных чиповых карт — например, банковских или таксофонных. Первые «симки» имели точно такой же размер, о котором и сегодня напоминают стартовые пакеты операторов связи: просто миниатюризация телефонов очень быстро привела к тому, что полноразмерные карты (1FF) перестали помещаться внутрь аппаратов, поэтому придумали легко выламывающийся модуль (mini-SIM или 2FF), в котором содержатся чип и контактные площадки, но гораздо меньше лишнего пластика.
Несмотря на дальнейшую миниатюризацию (micro-SIM — 3FF, а затем и nano-SIM — 4FF), форма и расположение контактных площадок, а также принципы работы встроенных чипов остаются неизменными вот уже почти 25 лет, а большие пластиковые «болванки» до сих пор выпускаются для того, чтобы услугами мог воспользоваться даже абонент с очень старым телефоном, — таков стандарт.
Что характерно, многие старые аппараты при этом не смогут прочитать современную «симку», даже если она будет полноразмерной. Дело в том, что ранее повсеместно для питания процессора SIM-карты использовалось напряжение 5 В, а теперь в ходу 3 В. И ради экономии многие производители выпускают SIM-карты с поддержкой только одного напряжения, а не двух — в старом пятивольтовом сотовом телефоне у SIM-карты просто сработает защита по питанию и процессор работать не станет.
Современный смартфон — это полноценный компьютер. Очень опасный компьютер. Расскажем, почему https://t.co/2uibZkeLc6 pic.twitter.com/ILw4G8eQHl
В постоянную память SIM-карты уже на этапе производства записываются IMSI (International Mobile Subscriber Identity, «международный идентификатор мобильного абонента») под конкретного оператора, заказывающего модуль, а также 128-битный ключ Ki (Key Identification, «индивидуальный ключ аутентификации пользователя»). Если говорить грубо, это логин и пароль абонента, намертво зашитые в «железе» SIM-карты.
Соответствие IMSI учетной записи определенного абонента с его телефонным номером хранится в базе данных оператора, именуемой HLR (Home Location Register, «база информации об абоненте»). Эти данные копируются во временную базу данных VLR (Visitor Location Register, «база посещающих абонентов») в каждом конкретном сегменте сети, в котором в определенный момент времени находится абонент.
Авторизация происходит очень просто: при регистрации VLR отправляет на телефон абонента случайное 128-битное число (RAND), из которого на основе ключа Ki процессор SIM-карты вычисляет по алгоритму A3 32-битный ответ SRES, который отправляется обратно в VLR. Если ответ совпадает с ожидаемым, то происходит регистрация в сети.
По другому алгоритму, A8, также на основе RAND и Ki, вычисляется еще один временный ключ — Kc. А уже на основе этого ключа по третьему алгоритму, A5, происходит шифрование данных, передаваемых в эфир.
Легко ли взломать сотовую сеть? Хочется верить, что сложно, но на самом деле… https://t.co/9sS01xS55j pic.twitter.com/aXIznfpXNL
Кстати, существует атака для прослушивания телефонных разговоров из эфира — с использованием устройства под названием IMSI Catcher. Оно эмулирует базовую станцию, на которой регистрируются телефоны, и ретранслирует все сигналы на настоящую БС.
В этом случае весь процесс авторизации происходит в штатном режиме (взлом ключей не требуется), но «поддельная» базовая станция дает аппарату команду работать без шифрования, соответственно, звонок без шифрования проходит через нее и прослушивается без ведома оператора.
Интересно, что такая уязвимость — это вовсе не «баг» стандарта, а самая что ни на есть «фича», заложенная на этапе разработки по требованию спецслужб, чтобы те могли реализовывать атаки типа Man-In-The-Middle в ходе оперативно-разыскных мероприятий.