La carte SIM

La carte SIM (de l'anglais Subscriber Identity Module) est une puce contenant un microcontrôleur et de la mémoire.

Csim

 

Nous avons tous dans nos téléphones des cartes Sim qui sont indispensables pour bénéficier des services de notre opérateur téléphonique.
Peu de personnes connaissent son rôle fonctionnel, c'est pourquoi c'est toujours intéressant d'en connaître un peu plus.

Tout d'abord, il faut savoir qu'elle sert à reconnaître l'usager de façon unique à travers un numéro d'identification de 15 chiffres appelé IMEI (International Mobile Equipment Identity)
Chaque carte possède aussi un numéro d'identification unique et secret qui est protégé par un code PIN à quatre chiffres.

 

Ce qui est stocké sur la carte se résume par les points suivants :

  • Identité unique de l'abonné (IMSI) qui suit le plan de numérotation du standard E.212 de l'UIT
  • Identité de l'équipement mobile (IMEI) ce numéro permet à l'opérateur du réseau d'identifier le mobile appelant et ainsi de l'autoriser ou non à se connecter.
  • Numéro de l'abonné (MSISDN) C'est cet identifiant, couramment appelé numéro de téléphone, qui sera composé afin d'atteindre l'abonné
  • Code du service opérateur
  • Code secret d'authentification de l'utilisateur (code PIN)
  • Code secret d'authentification de l'opérateur (code PUK)
  • Clé secrète pour l'authentification de la carte SIM par le réseau
  • Clé secrète pour la communication chiffrée.

La carte Sim est aussi un environnement d'exécution pour les applications de confiance capable d'interagir avec le mobile, avec le réseau, il est aussi avec son propre système de fichiers.
Les cartes SIM sont progressivement remplacées par des cartes USIM qui sont compatibles avec les réseaux GSM, EDGE, UMTS et LTE. Elles sont dédiées à la téléphonie 3G et 4G.
Cette application étant plus récente que la SIM (2G), elle est très souvent livrée sur une UICC plus récente et est donc associée aux bénéfices suivants :

  • Une mémoire plus importante (elle permet de stocker au delà de 250 contacts, mobile, fixe ou courriel)
  • Une meilleure gestion de l’identité du client
  • Un nouveau dispositif d’authentification

On doit savoir que le verrouillage SIM (ou SIM lock) permet aux opérateurs de restreindre l'utilisation de leur terminal mobile à une carte SIM ou un groupe de cartes SIM. De ce point de vue, le SIM lock n'est pas une fonctionnalité de la carte SIM, mais du téléphone qui identifie une carte pour fonctionner normalement. Cette fonctionnalité est demandée par les opérateurs ou fournisseurs de service qui subventionnent l'achat de terminaux et qui ne souhaitent pas en retour que ces terminaux soient utilisés chez leurs concurrents.

L'UICC ou nouvelle carte SIM a été définie dans plusieurs formats :

  • format ID-1 (ISO/CEI 7810), le format des cartes de crédit, rapidement écarté
  • format ID-000 (ISO/CEI 7810) aussi appelée Mini SIM ou Standard SIM, le plus répandu
  • format Mini-UICC ou 3FF, commercialement nommé Micro SIM par les opérateurs
  • format 4FF, commercialement nommé Nano SIM a été proposé par Apple

 

En ce qui concerne la carte à puce, quatre normes principales existent :
    - la norme ISO 7816–1 précisant les caractéristiques physiques de la carte
    - la norme ISO 7816–2 définissant la position et le brochage des contacts de la carte à puce
    - la norme ISO 7816–3 définissant les niveaux électriques et les chronogrammes de bas niveau qui régissent le dialogue avec les cartes à puce
    - la norme ISO 7816–4 enfin, définissant les différentes commandes de base des cartes à puce.
La plus intéressante de ces normes est évidemment l'ISO 7816-4 qui permet de comprendre le dialogue entre une carte à puce et son lecteur.

Maintenant, nous allons nous intéresser à ce quelle contient et plus particulièrement ce que la surface de son circuit intégré peu nous révéler.

Le brochage

Nano sim card

  • La Broche I/O c'est par là que les données circulent entre la carte et son hôte
  • La broche CLK est un signal d'horloge envoyé dans la carte pour cadencer son circuit.
  • Un signal envoyé sur la broche RST permet de réinitialiser les données de communication de la carte
  • Elle est alimentée en 5V par la broche VCC (ALIM)
  • La broche GND est la masse de la puce
  • On utilise la broche VPP (tension de program) avec une tension plus élevée lorsqu'il s'agit de programmer la mémoire persistante de la carte

Puce sim

Voici l'image d'une carte au rayon X et vous pouvez voir les fils qui relient les broches à la puce de silicium située au centre.

Sem2

L'image ci-dessus prise au microscope électronique montre les fils de liaison de cuivre sur un PIC12F683 de Microchip (www.ioactive.com)

Sem1

L'image ci-dessus prise au microscope électronique montre la couche de polysilicium d'un Microchip PIC12F683 avant le nettoyage (www.ioactive.com)

Voici la phase finale d'un circuit qui est dépourvue de sa couche de sécurité. Une analyse précise des régions de sa surface permet alors d'identifier les différents composants de ce microcontrôleur dédié.
On y retrouve les composants essentiels habituels : un convertisseur de courant continu/continu, l'eeprom, Map, la mémoire vive (SRAM), etc..

Eeprom

Ressources :

www.ioactive.com
Wikipédia
http://www.dexsilicium.com/
Pour aller plus loin dans la connaissance des cartes à puce, ce pdf de  Pascal Urien Cours cartes urien 2008Cours cartes urien 2008 (2.8 Mo)

 

    Cet article a été rédigé par Albert Müller- ON5AM

Cet article est la propriété du site ON5VL ©

informatique informations

  • 1 vote. Moyenne 5.00 sur 5.