الاسم الشائع للبطاقة الذكية هو “UMTS”، حيث تحمل “USIM” هوية المشترك وتتمثل وظيفتها الأساسية في تأمين أصالة المحطة المتنقلة فيما يتعلق بالشبكة والعكس صحيح، كما تشمل الوظائف الإضافية تنفيذ البرامج مع الحماية ضد التلاعب أي المصادقة وتعريف المستخدم باستخدام “PIN” وتخزين البيانات مثل أرقام الهواتف.
ما هو نظام USIM
نظام “USIM”: هو المكافئ الوظيفي لبطاقة “SIM” في جهاز “GSM“، وهو الكيان الذي يخزن المعلومات المتعلقة بالمشترك وينفذ وظائف الأمان المتعلقة بالمصادقة والتشفير من جانب المستخدم في أجهزة “UMTS” و”LTE (3G و 4G)”.
- “UMTS” هي اختصار لـ “Universal Subscriber Identity Module”.
- “SIM” هي اختصار لـ “Subscriber Identity Module”.
- “UMTS” هي اختصار لـ “Universal mobile telecommunication system”.
- “LTE” هي اختصار لـ “long-term evolution”.
- “GSM” هي اختصار لـ “Global system for mobile”.
أساسيات نظام USIM
يعتبر مفهوم بطاقة “SIM” ابتكاراً رئيسياً لشبكة “GSM”، والذي أوجد نموذجًا لتنقل المشتركين يستمر في استخدامه في “UMTS” و”LTE”، والفرق الواضح بين “GSM SIM” و”USIM” هو أنّ “USIM” افتراضياً قابل للتنزيل والتحديث من خلال مسار الراديو.
كما تم ظهور اختراع يتعلق بالتزويد عن بعد لمعلمات تعريف المشترك في جهاز على شبكة لاسلكية حيث يتم إنشاء اتصال آمن مع الجهاز، ويتم إعادة توجيه رمز يحتوي على معلمات تعريف المشترك الجديد عبر الاتصال الآمن، كما قد يتحقق الجهاز من الرمز المميز المستلم ويتم تحديث معلمات تعريف المشترك لتغيير مشغلي الشبكة.
كما يمكن أن يكون الاتصال الآمن مع مشغل الشبكة القديم أو مشغل الشبكة الجديد، وقد يكون الجهاز الموجود على الشبكة اللاسلكية جهازاً من جهاز إلى آخر، وقد يكون تعريف المشترك المقدم جزءاً من وحدة تعريف المشترك العالمية، ويتعلق الاختراع الحالي عموماً بنظام وطريقة لتعديل تكوينات الجهاز عن بُعد مثل اشتراكات الآلة بحيث يمكن تنفيذ أوراق اعتماد تلك الاشتراكات أي الخوارزميات والمفاتيح في بيئة آمنة.
يتم تطوير المتطلبات العامة وحالات الاستخدام وعلى سبيل المثال من خلال “3GPP SA3 ” لتسهيل الاتصال من آلة إلى آلة “M2M” في أنظمة اتصالات متنقلة محددة “3GPP“، وعن بعد إدارة وتكوين محطات “M2M” ولأغراض التطبيق الحالي يتم تعريف اتصال “M2M” من خلال حقيقة أنّ محطة “M2M”، والتي يمكن أن تكون محطة اتصال عبر “3GPP” أو شبكة لاسلكية مماثلة ولا يجب أن يحضرها مستخدم بشري.
كما تُعد وحدة هوية المشترك العالمية “(U) SIM” عبارة عن تطبيق للهاتف المحمول لنظام الهاتف المحمول العالمي “UMTS” يعمل على بطاقة ذكية شاملة لبطاقة الدوائر المتكاملة “UICC”، والتي يتم إدخالها في هاتف محمول من الجيل الثالث، وبطاقة “SIM (U)” هي كيان منطقي على البطاقة الفعلية التي تخزن معلومات مشترك المستخدم ومعلومات المصادقة، وتوفر مساحة تخزين للرسائل النصية وجهات اتصال دفتر الهاتف والتي تتضمن دفتر هاتف محسّناً.
ولأغراض المصادقة تقوم بطاقة “(U) SIM” بتخزين مفتاح سري طويل المدى مشترك مسبقاً “K” والذي تتم مشاركته مع مركز المصادقة “AuC” في شبكة لاسلكية مرتبطة، وتتحقق بطاقة “SIM (U)” أيضاً من رقم تسلسلي يمكن أن يكون ضمن نطاق باستخدام آلية نافذة لتجنب هجمات إعادة التشغيل، وهي مسؤولة عن إنشاء مفاتيح الجلسة “CK” و”IK” لاستخدامها في خوارزميات السرية والتكامل مثل “KASUMI” أو “A5 / 3” وكتلة التشفير في “UMTS”.
تختلف مطاريف “M2M” عن المطاريف المتنقلة النموذجية “MS” من حيث أنّ المالك لا يتمتع بالضرورة بسهولة الوصول إلى المطاريف “M2M”، كما يمكن استخدام محطة “M2M” لتتبع منتج متحرك ويمكن أيضاً استخدام محطة “M2M” للقياس، وعلى سبيل المثال لنقل بيانات استخدام المرافق تلقائياً من المنزل.
ونظراً لأنّ محطة “M2M” لا يحضرها أي شخص فإنّ بعض الإجراءات الحالية المتعلقة بالتعامل مع بطاقة “SIM (U)” المنفذة على البطاقة الذكية “UICC” قد تكون مرهقة ومكلفة، لذلك هناك حاجة إلى إجراءات جديدة أو معدلة لجعل اتصالات “M2M” قابلة للتطبيق في السوق على نطاق واسع.
- “M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine”.
- “UICC” هي اختصار لـ “Universal Integrated Circuit Card”.
- “AuC” هي اختصار لـ “Authentication Centre”.
- “3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.
عمل نظام USIM
قد يحتوي “USIM” واحد على العديد من الملفات الشخصية وكل منها مخصص لأغراض معينة، لنفترض أن المستخدم لديه محطتي “UTMS” أحدهما من النوع الكلاسيكي والآخر هو محطة وسائط متعددة، حيث عندما يقوم المستخدم بإدخال “USIM” في أي من المحطتين يكون الاشتراك هو نفسه ولكن كل محطة تعرض المعلومات بطريقة مختلفة.
كما يتم استخدام ملف تعريف مختلف لنفس الاشتراك اعتماداً على “TE” المستخدم، وعلى سبيل المثال من خلال محطة وسائط متعددة، يمكن للمشترك الوصول إلى أرشيف الصور غير المتاح من الجهاز الكلاسيكي، وعلى سبيل المثال في تكوينات الشبكات التقليدية يتم استخدام بطاقة “SIM” فعلية (U) لإحداث تغيير في اشتراك مزود الخدمة.
وبالنسبة لحالة “M2M”، لا يكون تغيير بطاقة “SIM” المادية (U) خياراً قابلاً للتطبيق عادةً، ونظراً لمقدار بطاقة “SIM (U)” التي سيتم تغييرها، يمكن توزيع المحطات في جميع أنحاء البلد أو بطاقة “SIM (U)” قد يتعذر الوصول إليها فعلياً في محطة “M2M”، وعلى سبيل المثال قد يتم توزيع العدادات القائمة على “M2M” على آلاف المنازل ويتم عادةً تأمين كل من هذه العدادات القائمة على “MSM” وإخفائها في العداد لتجنب العبث والتلاعب.
ثم تصبح المشكلة التي يتعين حلها هي كيفية تحديث بطاقة “SIM (U)” بشكل آمن بحيث تصبح جهاز مصادقة لشبكة أخرى، وفي الوقت نفسه يريد مشغل “M2M” تجنب أي موقف يحتاج فيه إلى الكشف عن البيانات ذات الصلة بالأمان لطرف ثالث.
ما الفرق بين بطاقات SIM وUSIM
تُستخدم بطاقات “SIM” للتواصل على شبكات “GSM” ومع إدخال “UMTS” أو “3G” يوصى باستخدام بطاقة “USIM” للوصول إلى شبكة “UMTS”، وعلى الرغم من أنّه من الممكن الوصول إليه باستخدام بطاقة “SIM” بسيطة فإنّ “USIM” يتمتع بالعديد من المزايا مقارنة بشريحة “SIM”:
- “USIM” هو جهاز كمبيوتر صغير قادر على التعامل مع العديد من التطبيقات الصغيرة، وعلى سبيل المثال محفظة إلكترونية بدون تلامس لمترو الأنفاق، وبوابة خدمة محلية تتيح لك الوصول إلى فاتورة هاتفك.
- يمكن استخدام هاتف “3G (UMTS)” مزود ببطاقة “USIM” لإجراء مكالمات فيديو بافتراض أنّ منطقة الاتصال مغطاة بشبكة “3G”.
- فيما يتعلق بالأمان تم دمج خوارزمية جديدة ومشتقة من الأبحاث الحديثة في علم التشفير كما يسمح بحمايتك من الوصول غير المصرح به إلى خط الهاتف الخاص بك، وبالتالي يتم محاسبتك على المكالمات الاحتيالية في فاتورتك.
- يتم تشفير مكالماتك وعمليات تبادل البيانات الخاصة بك باستخدام مفاتيح محسوبة بواسطة “USIM”، وهذه المفاتيح أقوى من تلك التي توفرها بطاقات “SIM”.
- دليل الهاتف أكبر بكثير على “USIM” ممّا يسمح بآلاف جهات الاتصال بدلاً من 255 في بطاقة “SIM” كحد أقصى، وكل جهة اتصال “USIM” هي أيضاً أكثر ثراءً وعلى سبيل المثال يمكن أن تحتوي على عناوين بريد إلكتروني أو رقم هاتف ثانٍ أو ثالث.
- يتم تخزين جهات الاتصال في “USIM” بشكل أكثر أماناً على “USIM” مقارنة باستخدام ذاكرة الهاتف.
