卡与终端标准进展及测试技术

卡与终端标准进展及测试技术 CAICT中国信通院 博鼎实华 POTIN-TECH SIM卡的演进CAICT中国信通院！博鼎实华 SIM卡的全称为用户身份识别模块（SubscriberldentityModule），SIM卡的首次出现是在1991年，总部 位于德国幕尼黑的智能卡制造商捷德集团与芬兰的移动运营商Radiolinia合作推出第一张SIM卡，也称之为 SIM标准卡，它的尺寸，和我们现如今使用的信用卡大小一致。1996年标准SIM卡被MiniSIM卡取代，它的尺寸比第一代的标准卡至少小了12倍，新的SIM卡被使用在当时数于万部手机中，成为了主流的趋势，2003年，SIM卡再次推出了更小尺寸的MicroSIM，其尺寸得到了进一步的缩小，其长度从原来的25毫米缩 短至15毫米。 MiniSIM2012年，SIM卡的技术规格在次得到了更新 Full-SizeSIM 25×15x0.76mm Nano卡诞生了，尺寸更小，在手机中所占的空间几 86x54x0.84mm乎可以忽略，其长度从原来的15毫米缩短至12.3毫 米，宽带也从12毫米缩短至8.8毫米。 MicroSIM 15×12×0.76mm NanoSIM 12.3×88×0.67mm 2 SIM卡的演进CAICT中国信通院博鼎实华 eSIM卡，即Embedded-SIM嵌入式卡，将eSIM的硬件部分eUIcc嵌入到eSIM产品的内部，通过远程管理的方 式从运营商处下载eSIM的卡数据，实现传统SIM卡的所有功能。同时，与传统SIM卡相比： 终端方面，可增强产品设计的灵活性和创新性； 运营方面，可促进创新业务和商业模式的开发、降低成本；卡商方面，可增加卡片出货量，同时开拓新的业务类型；用户方面，可提供灵活的用户服务，带来更好的用户体验；监管方面，可利于行业管控，对终端和用户的溯源更准确。 iSIM卡，即Integrated-SIM集成卡，将SIM卡功能集成到设备SoC中。iSIM除了支持eSIM的远程卡配置（RSP） 功能，还具有更小的体积，更低的功耗。随着全球企业拥抱物联网，iSIM将得到广泛关注。 IntroducingtheintegratedSiM(iSIM) SIMbenefits iSIMintegration 标准SIM卡microSIMnanoSIMeSIM OvodafoneTHALES 3 卡接口介绍CAICT中国信通院博鼎实华 卡接口指的是终端（ME）与USIM卡之间的接口。USIM是通用用户身份识别模块（Universal SubsciberldentityModule）的简称，其物理实体为通用集成电路卡UicC（UniversalIntegrated CircuitCard），而USIM实际上是建立在UICC上的一种主要用于终端用户身份识别的应用。USIM应用只 是UICC平台上的第一个应用，而像电子签名一类的非电信应用或电信增值应用，均可以建立在此平台之上。 除此之外，USIM中还存储着用于用户身份验证、鉴权加密等功能的重要信息，是实现通信服务的关键和安 全的保障。随着USIM功能的不断增强，针对USIM以及卡接口的测试也变得日益重要和复杂，这方面的相 关测试主要 USIM一致性测试、USIM/ME接口一致性测试以及USAT（USIMApplicationToolkit）一致性测试。 USIM一致USIM/MEUSAT一致 性测试接口一致性性测试 测试 4 卡接口介绍CAICT中国信通院博鼎实华 010203 USIM一致性测试USIM/ME接口USAT一致性测试 致性测试 支持USIM应用的卡的物理特性 终端与USIM接口的电气性能测试 终端与USIM接口的USAT应用特性测 电气性能、初始通信建立、传输 和应用特性测试，包括签约相关 试，包括Profile测试、主动式指令测 协议、应用和文件结构、安全特性、命令和响应结构等测试 和无关过程、安全相关、PLMN 相关和USIM服务处理等测试 试、ENVELOPE指令测试等 5 卡接口测试-USIM一致性测试CAICT中国信通院博鼎实华 USIM一致性测试主要是对USIM卡的物理、电气、逻辑特性及应用特性进行的测试，其目的是验证USI M卡的基本特性是否与规范的要求一致，以保证USIM卡的适用性和可靠性 目 物理、电气、逻辑特性USIM一致性应用特性 物理特性测试应用和文件结构测试 ·电气性能测试安全特性测试 初始通信建立命令和响应结构测试 传输协议测试USIM卡命令测试 6 卡接口测试-USIM/ME接口一致性测试CAICT中国信通院博鼎实华 USIM/ME接口一致性测试，按照网络制式可以分为NR、LTE、NB-IoT、W-CDMA、cdma2000、 TD-SCDMA,GSM USIM/ME接口一致性测试相关仪表都包含卡模拟器和对应制式的网络模拟器 USIM/ME接口一致性测试主要分为两个部分：电气逻辑特性和应用特性。其中：电气逻辑特性包括UICC-ME接口的电气特性测试、初始通信测试、传输协议测试 应用特性包括签约相关过程测试、安全相关过程测试和签约无关过程等测试 卡接口测试-USIM/ME接口一致性测试CAICT中国信通院博鼎实华 下面是卡模拟器和网络模拟器搭建的LTE卡接口测试环境 根据被测设备卡槽的大小和方向选择合适的模拟卡 卡模拟器：通过探针（Probe）向模拟卡里写数据，为不同测试例提供不同的卡文件：实时监控模拟卡与终端接口的信号和数据流以及终端对卡数据的读写操作；模拟测试卡各种正常或异常的操作过程、信号或数据输出 网络模拟器：根据测试的网络制式，提供不同的小区信号。 2FF+ BFF+ 4FF卡8 卡接口测试-电气和逻辑特性CAICT中国信通院博鼎实华 上边沿 20,8 0P2P3 电气和逻辑特性 对机卡接口各触点的电气特性， 初始通信建立、传输协议等进行测试。 11.62max 保证卡的稳定性和可用性以及与终端13.62mir 的兼容性。 25±0.1 各触点的作用 Vcc：提供工作电压，现在的CLK：时钟信号I/O：双向数据端口，是与终 端 卡一般是3V和1.8VGND：参考地电压，供电负端进行SIM卡内部信息传输的 通信线 RST：复位信号，用以对SIMVPP：编程供电，用于5V操RFU1/RFU2：可选触点，留 卡内部处理器进行复位 作模式下，现在的卡一般与 Vcc短接或者空脚 作未来使用 9 卡接口测试-电气和逻辑特性CAICT中国信通院博鼎实华 电气特性测试初始通信测试传输协议测试 ·电压转换状态测试·ATR·字符传输 ●终端每一触点的电气性能测试·1.8V技术的UICC时钟停止模·T=0协议测试 式·T=1协议测试 ·3V技术的UICC时钟停止模式 10 OTIN-TECH 卡接口测试-TD-SCDMA/W-CDMA卡接口CAICT中国信通院博鼎实华 TD-SCDMA/W-CDMA卡接口测试按照3GPP标准及国内行业标准可分为签约相关过程测试、安全相关 过程测试、PLMN相关过程测试、签约无关过程测试、USIM服务处理 安全相关过程测试USIM服务处理 ·PIN的处理·接入点名称控制列表处理 ·FDN的处理·服务拨叫号码处理 0204 StartEnd 0105 签约相关过程测试PLMN相关过程处理签约无关过程处理 ·IMSI/TMSI的处理 ·接入控制处理 ·ICCID的处理 ●用户控制的PLMN选择器处理·电话本处理过程 ●运营商控制的PLMN选择器处·短消息处理报告 理·UICC存在与否的检测 ·高优先级PLMN搜索处理 11 卡接口测试-cdma2000卡接口CAICT中国信通院博鼎实华 cdma2000卡接口标准最开始由3GPP2制定，其物理、电气特性测试与其他制式卡接口测试 一致。应用特性部分主要分为CSIM应用协议、安全、服务应用等 CSIM应用协议：安全：服务应用： ·ME交互、初始化和会话终安全相关的命令·电话本程序 止PIN的处理·SMS能力 MS标识固定号码拨号（FDN）业务供应商名称 ）UIMID/ESNME选择缩位拨号码（ADN)紧急号码 CSIM存在与否的检测 3G 3RDGENERATIONPARTNERSHIPPROJECT2 "3GPP2" 12 卡接口测试-LTE/NB-IoT卡接口CAICT中国信通院博鼎实华 POTIN-TECH 与3G卡接口相比，LTE卡接口新增了部分EF文件，测试方面除了3G卡接口的签约相关、安全相关、PLMN相关、签约无关过程测试，还新增了CSG列表处理、NAS上下文参数处理。NB-IoT卡接口测试除了网络制式不同，用例流程 与LTE一致。 签约相关过程测试IMSI/TMS理 擦入控制处理 安全相关过程测试 FPLMN表的处理 PLMN相关过程测试 用产挂制的PLMN选择器处理三营商控制的PLMN选择器处理 Ite LTE卡接口高优先级PLMN量素处理 签约无关过程测试 LTE网络下的CSG列志处理 NAS安全上下文参数处理 "EMMInformation'EE多文可用专时数NA处S全理上下"EMMInfomation'务不可用并且IMSi下至 时的NA5安全上下文参数处理 “EMMInfomation'E务不可用井旦IMsi这变时 的NAS数全上下支做必理 13 卡接口测试-NR卡接口CAICT中国信通院博鼎实华 5G新增的与SIM卡相关的功能包括5G接入控制、用户路由选择策略、用户身份隐私保护、网络安全认证密钥存储等，NR卡接口测试也是围绕这几个功能去验证， 参考标准：YD/T4002-20215G数字蜂窝移动通信网增强移动宽带终端设备测试方法（第一阶段）5G接入控制 统一访问控制（UAC）：通过读 取卡里的EF文件执行同一的访问 控制流程用户路由选择 用户路由选择策略（URSP）： 读取卡里的EF文件，确认URSP 规则 用户身份隐私保护网络安全认证密钥存储 SUCI和SUPI的处理：通过读取根据注册过程中鉴权响应参数 卡里的EF文件，正确执行对SUCI能够正确使用和存储5G认证密钥 的计算 14 eSIM接口 CAICT中国信通院博鼎实华 POTIN-TECH eSIM卡文件管理安全：包括卡文件的生成、下载、安装和存储 生成eSIN 使用对车使用运营尚 密钥加店公钥加密对 eSIN称密钥 eSIM管理平台 负责 ② CI由证书运营商 负责 3发行机构 平台供应商 eSIMProfieGenerstion 3 4CI 使用eUTCC公钥重新蜂网 终端选择运营商认可 的卡芯片，通过CTA 加密对称密销及运营商要求的测试 井回传EID+IMEI信 Carrier'seSIN?Carrier'sesIM severserver 6 诺营商私钥使用对称害 安全通道 终瑞EUM 1eUICC卡的质 密对称密销 钥解密eSIM安装eSIM 量和安全由运 eUICC营商主导保障 卡商 UICC7eUICC8euIc9UICC WearsbleWearableWearabie 15 eSIM接口CAICT中国信通院博鼎实华 eSIM分为RSP（RemoteSIMProvisioning）和M2M两种解决方案 其中RSP主要面向消费电子类产品，M2M主要面向物联网市场。 面向M2M市场，业务开通流程包括 M2M配置用户业务、远程控制终端下载 参考GSMASGP.02、SGP.11规范SIM Alliance Consumer面向消费电子，业务开通流程包括用 户订购业务、用户手动下载 参考GSMASGP.21、SGP.22规范 16 超级SIMCAICT中国信通院博鼎实华 超级SIM卡指集合众多卡一身的多功能卡，既可以当饭卡、门禁卡、交通卡，也可以当做车钥匙或进行 5G电子签名，大额转账等。 2021年5月12日，超级SIM卡乌兹别克斯坦UMS首发仪式举行。UMS是乌兹别克斯坦三大电信运营商 之一 2022年2月11日，超级SIM卡在中国澳门