Carte SIM

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Carte SIM

La carte SIM (de l'anglais Subscriber Identity Module) est une puce contenant un microcontr√īleur et de la m√©moire. Elle est utilis√©e en t√©l√©phonie mobile pour stocker les informations sp√©cifiques √† l'abonn√© d'un r√©seau mobile, en particulier pour les r√©seaux de type GSM ou UMTS. Elle permet √©galement de stocker des applications de l'utilisateur, de son op√©rateur ou dans certains cas de tierces parties. D'autres syst√®mes de t√©l√©phonie mobile comme le CDMAOne, le PDC japonais ou le CDMA 2000 d√©fini par le 3GPP2 prennent en charge optionnellement une telle carte.

Sommaire

Généralités

Carte SIM avec le logo de l'opérateur.

Le choix de l'int√©gration d'une carte √† puce dans les syst√®mes de t√©l√©phonie mobile est bas√© sur la n√©cessit√© de disposer des √©l√©ments suivants :

  • un √©l√©ment s√©curis√© contenant les donn√©es de connexion pour un utilisateur donn√© ;
  • un √©l√©ment amovible permettant de personnaliser un nouveau t√©l√©phone avec les donn√©es de connexion dont l'int√©r√™t est de s√©parer l'approvisionnement de terminaux de la notion d'abonnement ;
  • un espace de stockage d'information pour les donn√©es personnelles de l'abonn√© (son annuaire), mais √©galement des param√®tres de personnalisation de son terminal (param√®tres de messagerie, etc.) ;
  • un espace pour les applications de l'op√©rateur de t√©l√©phonie.

Il convient d'abord de signaler que carte SIM est un abus de langage (un raccourci en fait), SIM désignant en fait l'application GSM résidant sur une carte, nommée UICC (pour Universal Integrated Circuit Card). Sur une même UICC, on peut très bien imaginer une SIM et plusieurs USIM (l'équivalent de l'application SIM pour l'UMTS (la téléphonie de 3e génération, standard majoritaire se plaçant dans la continuité du GSM)).

L'UICC et l'application SIM gèrent l'authentification de l'abonné dans le réseau GSM (l'USIM pour le réseau UMTS) et génère des clés qui permettent le chiffrement du flux de données, ceci étant réalisé au sein du terminal mobile.

L'UICC peut également contenir et exécuter des applications sur la base du SIM Application Toolkit (USIM Application Toolkit dans le cas de l'UMTS) et d'un environnement applicatif Java Card. Ces applications sont généralement la propriété de l'opérateur qui peut les télécharger sur la carte.

Caractéristiques physiques

Formats

Les différents formats de carte SIM.

L'UICC (carte SIM) a été définie sur plusieurs formats [1]:

  • format ISO ID-1, le format des cartes de cr√©dit, rapidement √©cart√© car trop contraignant pour la conception des t√©l√©phones mobiles ;
  • format Plug-in SIM ou ID-000, aussi appel√©e SIM ou Mini SIM, le plus r√©pandu des formats dans les t√©l√©phones mobiles GSM ou UMTS ;
  • format Mini-UICC, commercialement nomm√© par Steve Jobs Micro-SIM (dans son IPad et l'IPhone4), sp√©cifi√© en 2000 par l'ETSI (juste √† la taille du connecteur, pas de plastique inutile). Ce format r√©trocompatible a √©t√© initialement con√ßu pour optimiser la taille du lecteur de carte dans les terminaux de mani√®re √† les miniaturiser pour des usages dans des machines. Ce format jusqu'ici peu utilis√© gagne en popularit√© depuis son adoption par Apple au d√©but 2010 pour sa tablette iPad et derni√®rement avec l'iPhone 4[2].
Carte SIM au format carte de crédit. La partie centrale se détache pour les téléphones n'acceptant que les petites cartes.

Composants

L'UICC est basée sur un microprocesseur et de la mémoire.

Les capacit√©s m√©moire typiques en 2006 sont de 32 ou 64 ko. Dans le cas de cartes ¬ę haut de gamme ¬Ľ pour des fonctionnalit√©s comme un annuaire utilisateur important ou le support d'applications, les grands op√©rateurs europ√©ens ach√®tent actuellement des cartes d'une capacit√© de 128 ou 256 ko. La carte peut alors h√©berger des fichiers, des param√®tres d'applications/services du mobile, et m√™me des applications ex√©cutables dans la carte elle-m√™me, par exemple, en Java Card. Une tendance se dessine d√®s 2006 √† l'extension de la capacit√© m√©moire vers des Mo ou des Go. L'UICC peut alors reprendre en son sein les fonctions habituellement associ√©es aux MMC ou SD Cards : stockage agrandi, mais √©galement s√©curisation de contenu et d'applications. Toutefois, devant le co√Ľt de ces solutions, un mod√®le d'affaire inexistant et certaines difficult√©s d'impl√©mentation, les solutions techniques n'ont vu le jour que sous la forme de prototypes.

La technologie m√©moire utilis√©e dans la carte a d'abord √©t√© de l'EEPROM, mais s'est rapidement tourn√© vers la Flash (en NAND plus qu'en NOR), bien plus flexible dans l'utilisation et ma√ģtris√©e pour les grandes capacit√©s. Cependant, de plus en plus et √† cause de l'int√©gration du MultiM√©dia, on s√©pare la m√©moire et la carte SIM en s'orientant vers l'utilisation d'une carte Flash additionnelle permettant ainsi aussi une plus grande flexibilit√© d'usage des donn√©es, sauf pour ce qui concerne le carnet d'adresse qui reste souvent encore traditionnellement sur la carte afin de faciliter le changement de GSM m√™me si certains veulent encore croire au mod√®le int√©gr√© en ins√©rant une micro Flash au sein m√™me de la puce[3].

Interface physique

L'interface physique de la carte a 8 contacts. Pendant longtemps, seuls 5 contacts ont √©t√© utilis√©s pour l'impl√©mentation de l'interface dite ISO (voir les sp√©cifications ISO 7816). L'impl√©mentation de nouvelles interfaces implique l'utilisation des contacts d√©finis mais reste optionnelle. L'USB (choisi comme interface rapide) utilise les contacts C4 et C8 ; cette interface est d√©finie dans le standard ETSI TS 102.600. Le contact C6 est utilis√© pour une interface vers un module contactless qui permet l'acc√®s √† des services de type NFC quel que soit le mode (√©mulation de carte, lecteur et peer to peer) afin d'adresser des applications de transport (de type Navigo), de paiement, de lecture de tags RFID et d'√©change de donn√©es (P2P). L'interface vers le module sans contact est d√©finie dans les standards TS 102.613 (SWP) et TS 102.622 (HCI).

Simcard pins.svg
  1. VCC (alimentation)
  2. RST (remise à zéro)
  3. CLK (horloge)
  4. D+ (USB Inter-chip)
  5. GND (masse)
  6. SWP
  7. I/O (entrée/sortie)
  8. D- (USB Inter-chip)

Caractéristiques logicielles

Protocoles

Le protocole utilis√© √† l'origine sur la carte SIM est le protocole de base de la carte √† puce, le protocole T=0. Les caract√©ristiques principales de ce protocole sont les suivantes :

  • asynchrone ;
  • en mode caract√®re ;
  • en semi-duplex.

Deux nouveaux protocoles ont √©t√© ajout√©s en 2006 et 2007 √† savoir :

  • l'USB IC (Inter-Chip) qui pr√©sente les caract√©ristiques de performance de l'USB full speed (12 Mbit/s half duplex) et est d√©finie dans le standard ETSI TS 102.600. Cependant, l'interface √©lectrique a √©t√© adapt√©e pour une communication √† courte distance au sein d'un √©quipement afin de r√©duire l'√©nergie n√©cessaire √† l'interface physique. Trois classes sont disponibles sur cette interface USB :
    • ICCD (Integrated Circuit Card Devices) permet d'√©muler l'interface historique et le transport d'informations suivant le standard ISO/IEC 7816-4,
    • Mass storage permet d'√©muler un disque ou une cl√© de stockage m√©moire,
    • EEM (Ethernet Emulation Mode) permet de transporter des packets IP et donc de supporter des protocoles comme TCP/IP ou UDP/IP ;
  • le SWP (Single Wire Protocol) est d√©finie dans les standards ETSI TS 102.613 et ETSI TS 102.622 et fonctionne suivant les caract√©ristiques suivantes :
    • full duplex,
    • up to 1,6 Mbit/s,
    • transmission de packets (bit oriented).

Système d'exploitation

Le système d'exploitation des cartes SIM est le plus souvent propriétaire, codé par les encarteurs et généralement inscrit sur les composants par les fondeurs. Microsoft a tenté au début des années 2000 de proposer un système Windows Mobile for Smart Card, sans succès. L'initiative a été abandonnée, les opérateurs préférant l'expertise propriétaire de leurs fournisseurs.

La m√©moire est organis√©e en r√©pertoires et fichiers (identifiant de l'op√©rateur, donn√©es li√©es au r√©seau, num√©ros d'appels d'urgence, entr√©es du r√©pertoire...). Le micro-contr√īleur assure l'acc√®s √† ces donn√©es (droits), les fonctions de cryptographie (par exemple li√©es au code PIN) et l'ex√©cution des applications de l'op√©rateur.

Machines virtuelles

Le syst√®me d'exploitation des cartes SIM est le plus souvent propri√©taire, cod√© par les fabricants de cartes. Les cartes SIM de g√©n√©rations plus r√©centes sont capables d'h√©berger des applications destin√©es √† l'abonn√©, comme par exemple l'information √† la demande (m√©t√©o, horoscope). Ces applications sont le plus souvent d√©crites dans un sous-ensemble du langage Java : le Java Card, sp√©cifi√© dans le cadre du Java Card Forum.

Téléchargement

La carte dispose de la possibilité de modifier et mettre à jour à distance le contenu de certains fichiers de la carte par téléchargement over the air (OTA). Le canal SMS peut être utilisé pour cela depuis longtemps de manière transparente au travers du terminal mobile. Un autre système, nommé Bearer Independent Protocol (BIP) permet de réaliser un téléchargement à partir d'autres média proposés par le terminal (par exemple GPRS).

Cela ouvre des horizons d'applications comme la sauvegarde du répertoire de la SIM sur un serveur.

Verrouillage

Le verrouillage SIM (ou SIM lock) permet aux opérateurs de téléphonie mobile de restreindre l'utilisation de leur terminal mobile (téléphone) 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.

√Ä ce jour, ce type de verrouillage d'un t√©l√©phone peut limiter l'utilisation d'un terminal grace √† l'exploitation d'informations sur la carte SIM au niveau :

  • d'un op√©rateur ;
  • d'un groupe d'utilisateurs (une flotte, une offre particuli√®re d'un op√©rateur, etc.) ;
  • d'une unique carte SIM.

Le verrouillage le plus utilisé est celui forçant un opérateur donné (service provider lock ou SP-lock). Les téléphones proposés à la vente par les opérateurs de téléphonie mobile sont souvent verrouillés et moins onéreux que les mêmes modèles sans verrou, du fait des revenus supplémentaires attendus de la part de l'abonné sous contrat.

Le verrouillage le plus restrictif est celui forçant l'utilisation d'une carte SIM unique donnée.

Un téléphone peut être déverrouillé en entrant un code spécifique au clavier. Dans certains cas, l'opérateur peut procéder à l'opération à distance. Le déverrouillage nécessite la connaissance du numéro IMEI d'identifiant du téléphone (obtenu en tapant *#06# au clavier). Il existe des cadres légaux (en Europe par exemple, mais également à des niveaux nationaux) qui imposent aux opérateurs utilisant cette fonctionnalité de donner à l'utilisateur qui le demande la faculté de déverrouiller leur téléphone à l'issue d'une période donnée (6 mois selon la Commission Européenne). A ce jour la période donnée pour les opérateurs Bouygues Telecom, Orange & Sfr est de 3 mois.

Les acteurs du domaine

Les acteurs du domaine comprennent (liste non exhaustive) :

  • les encarteurs, autres acteurs importants, qui con√ßoivent toute la partie logicielle, l'insertion du composant dans le plastique (encartage), la personnalisation graphique du support de carte, la personnalisation des fichiers, la distribution aux op√©rateurs, etc., dont les plus connus sont :

Notes et références

Voir aussi


Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Carte SIM de Wikipédia en français (auteurs)

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