CDMA移动终端卡——UIM(转)

news/2024/11/8 23:56:37/

UIM(User Identity Module)代表了移动终端卡未来发展方向,它比传统的 鉴权手段如MIN/IMSI、MIN/ESN适配方式更具优势。UIM ID方式除了适用于CDMA 系统外,还可用于GSM系统和其他的TDMA方式以及第三代移动通信系统。其标准以 GSM系统最新执行的标准为基础框架制定,CDMA机卡分离,手机将遵从该标准进行 研发,内容包括CDMA、GSM、DWT-2000、Internet、WAP等部分,文件格式类似于 UNIX。以上这些内容基于IS-95B协议,并向下兼容IS-95A,向上兼容CDMA2000, 支持CAVE算法。


1.使用背景


现在大家普遍使用的GSM手机使用SIM卡,它分为大卡和小卡两种方式,它们
在功能上没有差别,只不过为了适应不同大小的机型而已。目前CDMA试验网中使
用的是无卡手机,而将来中国联通CDMA网将使用机卡分离的手机,所使用的手机
卡是UIM卡,并在理论上能“一卡多网”,既能用于CDMA网,又能用于GSM网等。
对于机卡分离方式的手机,机有机号,卡有卡号。机号就是每个手机机身让网络
识别的硬件序列号,在网络使用中变形为ESN码。卡号对应于移动手机号码,代表
网络服务。机号和卡号都可参与鉴机和手机保护,但分工有所不同。据统计,有无
鉴权对于运营商利益的影响分别为4%和0.5%。


2 .UIM系统描述


UIM总体着眼点是整个移动通信系统,甚至是第三代系统。 UIM硬件技术要求
符合GSM11.11的规范,每张卡以ICCID(集成电路识别码)标识,分为ISO大卡和
PLUG-IN小卡两种方式。大卡符合ISO7816-1,2部分的规范,比如规定了工作温
度为-25℃~+70℃的范围;小卡符合 Annex A(普通)中定义的规范。 UIM中的
软件是由按树型结构组成的文件系统,各个文件针对不同特定功能,并可根据不
同目的,按照专用文件和基础文件不同用途加以取舍组合。


文件类型包括3种:主文件、专用文件、基础文件。
主文件是代码为3F00的一个文件,它包含多个专用文件7F24、7F10、7F20、 7F25、5F40等。
每个专用文件针对一个移动通信系统,包含多个基础文件,专用文件7F10以 下所包含的文件,是手机自身可独立完成的一般功能部分,如用户手机所存储的
号码等。专用文件7F20以下的文件是有关GSM和IMT-2000的网络部分内容;而对 于CDMA部分是十用文件7F25以及所属基础文件的内容等。 基础文件分3种:透明文件、线性文件、循环文件。透明文件存储的是一些无需用户知晓但参与实际使用的信息,如IC码等。线性记录文件是以线性方式存储记录的文件,存储的是如大家熟知的“常用号码存储”等的内容。循环文件是存 储类似于通话记录中的“已接电话显示”中的总保留最后10个或5个电话号码等记 录的文件。基础文件包括许多文件,大家所熟知的为完成一般性功能的文件(无需—一详述)。我们最感兴趣的是有关未来新功能新业务方面的文件。如文件代 码为6F38的基础文件,文件名为ESN-ME,存储了UIM ID使用56位码中的 32位的字 节们况,为透明文件,它为未来从32位升级至56位的使用作准备;UCS2文件,它
是专为中、日、韩语文章从网上下载用的基础文件;等等。 文件中每个记录的长度为256字节。每个字节都有特定意义,符合相关规范, 例如在描述短消息业务基础文件中有2个字节专为互联网使用的符合TLA,ELA-637-A规定的WAPMESSAGE-ID等等。
在使用中,有些文件是必选的,有些是可选的,手机厂商按照各移动通信系 统手机类型的不同,有选择地组织选择文件。如当UIM芯片中的文件系统包含专 用文件7F10和7F20所连带的文件时,就可用于GSM手机,当包含专用文件7F10和 7F25所属文件时,就可用于CDMA手机;而当包含专用文件7F10和7F20以及7F25等 所属文件时,就可用于双制式手机。可以看出,专用文件7F10是必选的,是一切移动通信系统的基础,而很多其他专用文件或基础文件,如上文提到的有关未来
新功能新业务方面的文件就是可选文件,厂家可在研发制造手机时,按市场需求 选用这些基础文件以实现手机新的功能。


3.KAVE算法


UIM的CAVE算法输入有UIM ID、ESN、RANDSSD、A-Key、IMSI-T、RANDBS、 IMSIM等,其中, ESN、RANDSSD来自于手机自身, A-Key是一个个性化数据, MIN是运营商针对用户进行网络分析的参数,ESN码作为输入参数之一,参与KAVE 计算,并由空中A接口传递给网络,在传递时是动态变化的。除了鉴权过程外,它还参与其他多项功能,而手机的鉴权和激活仅仅是它参与的一部分功能,它同时也参与计费等过程。参与计费的参数有许多,不仅有ESN还有MIN等。
UIM在CDMA系统KAVE算法中所使用的参数比GSM的SIM卡中KAVE算法所使用的参 数要多,在GSM系统中,实际参加鉴权的只有Ki和RAND两个参数,而不用EMSI和ESN。在未来网络同时使用有卡和无卡两种方式手机的情况下,UIM ID和ESN将并存 于网络以用于鉴权。有卡手机将使用UIM ID参与鉴权,无卡手机使用ESN码代替 UIM ID参与鉴权。它们都是32位码,在KAVE输入格式上没有冲突,甚至可重复。在网络使用时,运营商可根据网络手机情况使用ESN或UIMID,通过添加一个标识加以区分。对于KAVE算法,在输入参数的格式上只要求满足32位码的条件就行。 UIM ID在MAP协议、A接口等使用效果最好,而ESN方式在这类接口中使用效果稍差一点。

4. UIM和MIN/ESN方式的比较


传统的MIN/ ESN适配方式是网络在鉴权过程中,将从手机中所得到的ESN和MIN一对号码和HLR中存储的原ESN和MIN码相对照,若匹配,则为合法手机;否则即失配,为非法。它的优点是有利于数据安全和加密,由于ESN值是动态变化的,所以更利于防盗。比起MIN/ESN失配及其类似方式,UIM具有很多优点。主要优点是它在网络侧不用大改动,在HLR中存储的是定值:UIM ID码为未来平滑过渡到第三代的56位号码方式作准备。缺点是目前UIM ID号码分配没有最后确定下来,需要和国际标准化组织共同努力,尽早完成。另一个缺点就是“认卡不认人”,虽然现在听起来不利于防盗,但将来技术先进了,成本降低了,价格也会降得和现在呼机差不多。运营商主要靠服务挣钱。比如在电信发展较好的日本东京,PHS手机只要100日元,近科白送;而在发展较落后的蒙古首府乌兰巴托,手机的价格普遍要比中国高。中国电信事业也正在经历这个过程,所以UIM最符合未来 发展。


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