CDMA移動(dòng)終端卡——UIM

CDMA移動(dòng)終端卡——UIM（林耀雪）
    UIM（User Identity Module）代表了移動(dòng)終端卡未來發(fā)展方向，它比傳統(tǒng)的
鑒權(quán)手段如MIN／IMSI、MIN／ESN適配方式更具優(yōu)勢。UIM ID方式除了適用于CDMA
系統(tǒng)外，還可用于GSM系統(tǒng)和其他的TDMA方式以及第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。其標(biāo)準(zhǔn)以
GSM系統(tǒng)最新執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)框架制定，CDMA機(jī)卡分離，手機(jī)將遵從該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行
研發(fā)，內(nèi)容包括CDMA、GSM、DWT－2000、Internet、WAP等部分，文件格式類似于
UNIX。以上這些內(nèi)容基于IS－95B協(xié)議，并向下兼容IS-95A，向上兼容CDMA2000，
支持CAVE算法。
1使用背景
    現(xiàn)在大家普遍使用的GSM手機(jī)使用SIM卡，它分為大卡和小卡兩種方式，它們
在功能上沒有差別，只不過為了適應(yīng)不同大小的機(jī)型而已。目前CDMA試驗(yàn)網(wǎng)中使
用的是無卡手機(jī)，而將來中國聯(lián)通CDMA網(wǎng)將使用機(jī)卡分離的手機(jī)，所使用的手機(jī)
卡是UIM卡，并在理論上能“一卡多網(wǎng)”，既能用于CDMA網(wǎng)，又能用于GSM網(wǎng)等。
對(duì)于機(jī)卡分離方式的手機(jī)，機(jī)有機(jī)號(hào)，卡有卡號(hào)。機(jī)號(hào)就是每個(gè)手機(jī)機(jī)身讓網(wǎng)絡(luò)
識(shí)別的硬件序列號(hào)，在網(wǎng)絡(luò)使用中變形為ESN碼�？ㄌ�(hào)對(duì)應(yīng)于移動(dòng)手機(jī)號(hào)碼，代表
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。機(jī)號(hào)和卡號(hào)都可參與鑒機(jī)和手機(jī)保護(hù)，但分工有所不同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有無
鑒權(quán)對(duì)于運(yùn)營商利益的影響分別為4%和0.5％。
2 UIM系統(tǒng)描述
    UIM總體著眼點(diǎn)是整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)，甚至是第三代系統(tǒng)。 UIM硬件技術(shù)要求
符合GSM11.11的規(guī)范，每張卡以ICCID（集成電路識(shí)別碼）標(biāo)識(shí)，分為ISO大卡和
PLUG-IN小卡兩種方式。大卡符合ISO7816－1，2部分的規(guī)范，比如規(guī)定了工作溫
度為-25℃～＋70℃的范圍；小卡符合 Annex A（普通）中定義的規(guī)范。 UIM中的
軟件是由按樹型結(jié)構(gòu)組成的文件系統(tǒng)，各個(gè)文件針對(duì)不同特定功能，并可根據(jù)不
同目的，按照專用文件和基礎(chǔ)文件不同用途加以取舍組合。
    文件類型包括3種：主文件、專用文件、基礎(chǔ)文件。
    主文件是代碼為3F00的一個(gè)文件，它包含多個(gè)專用文件7F24、7F10、7F20、
7F25、5F40等。
    每個(gè)專用文件針對(duì)一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)，包含多個(gè)基礎(chǔ)文件，專用文件7F10以
下所包含的文件，是手機(jī)自身可獨(dú)立完成的一般功能部分，如用戶手機(jī)所存儲(chǔ)的
號(hào)碼等。專用文件7F20以下的文件是有關(guān)GSM和IMT－2000的網(wǎng)絡(luò)部分內(nèi)容；而對(duì)
于CDMA部分是十用文件7F25以及所屬基礎(chǔ)文件的內(nèi)容等。
    基礎(chǔ)文件分3種：透明文件、線性文件、循環(huán)文件。透明文件存儲(chǔ)的是一些無
需用戶知曉但參與實(shí)際使用的信息，如IC碼等。線性記錄文件是以線性方式存儲(chǔ)
記錄的文件，存儲(chǔ)的是如大家熟知的“常用號(hào)碼存儲(chǔ)”等的內(nèi)容。循環(huán)文件是存
儲(chǔ)類似于通話記錄中的“已接電話顯示”中的總保留最后10個(gè)或5個(gè)電話號(hào)碼等記
錄的文件�；�礎(chǔ)文件包括許多文件，大家所熟知的為完成一般性功能的文件（無
需—一詳述）。我們最感興趣的是有關(guān)未來新功能新業(yè)務(wù)方面的文件。如文件代
碼為6F38的基礎(chǔ)文件，文件名為ESN-ME，存儲(chǔ)了UIM ID使用56位碼中的 32位的字
節(jié)們況，為透明文件，它為未來從32位升級(jí)至56位的使用作準(zhǔn)備；UCS2文件，它
是專為中、日、韓語文章從網(wǎng)上下載用的基礎(chǔ)文件；等等。
    文件中每個(gè)記錄的長度為256字節(jié)。每個(gè)字節(jié)都有特定意義，符合相關(guān)規(guī)范，
例如在描述短消息業(yè)務(wù)基礎(chǔ)文件中有2個(gè)字節(jié)專為互聯(lián)網(wǎng)使用的符合TLA，ELA-637
-A規(guī)定的WAPMESSAGE－ID等等。
    在使用中，有些文件是必選的，有些是可選的，手機(jī)廠商按照各移動(dòng)通信系
統(tǒng)手機(jī)類型的不同，有選擇地組織選擇文件。如當(dāng)UIM芯片中的文件系統(tǒng)包含專
用文件7F10和7F20所連帶的文件時(shí)，就可用于GSM手機(jī)，當(dāng)包含專用文件7F10和
7F25所屬文件時(shí)，就可用于CDMA手機(jī)；而當(dāng)包含專用文件7F10和7F20以及7F25等
所屬文件時(shí)，就可用于雙制式手機(jī)�？梢钥闯�，專用文件7F10是必選的，是一切
移動(dòng)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而很多其他專用文件或基礎(chǔ)文件，如上文提到的有關(guān)未來
新功能新業(yè)務(wù)方面的文件就是可選文件，廠家可在研發(fā)制造手機(jī)時(shí)，按市場需求
選用這些基礎(chǔ)文件以實(shí)現(xiàn)手機(jī)新的功能。
3KAVE算法
    UIM的CAVE算法輸入有UIM ID、ESN、RANDSSD、A-Key、IMSI－T、RANDBS、
IMSIM等，其中， ESN、RANDSSD來自于手機(jī)自身， A-Key是一個(gè)個(gè)性化數(shù)據(jù)， 
MIN是運(yùn)營商針對(duì)用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析的參數(shù)，ESN碼作為輸入?yún)��?shù)之一，參與KAVE
計(jì)算，并由空中A接口傳遞給網(wǎng)絡(luò)，在傳遞時(shí)是動(dòng)態(tài)變化的。除了鑒權(quán)過程外，
它還參與其他多項(xiàng)功能，而手機(jī)的鑒權(quán)和激活僅僅是它參與的一部分功能，它同
時(shí)也參與計(jì)費(fèi)等過程。參與計(jì)費(fèi)的參數(shù)有許多，不僅有ESN還有MIN等。
    UIM在CDMA系統(tǒng)KAVE算法中所使用的參數(shù)比GSM的SIM卡中KAVE算法所使用的參
數(shù)要多，在GSM系統(tǒng)中，實(shí)際參加鑒權(quán)的只有Ki和RAND兩個(gè)參數(shù)，而不用EMSI和ESN。
    在未來網(wǎng)絡(luò)同時(shí)使用有卡和無卡兩種方式手機(jī)的情況下，UIM ID和ESN將并存
于網(wǎng)絡(luò)以用于鑒權(quán)。有卡手機(jī)將使用UIM ID參與鑒權(quán)，無卡手機(jī)使用ESN碼代替
UIM ID參與鑒權(quán)。它們都是32位碼，在KAVE輸入格式上沒有沖突，甚至可重復(fù)。
在網(wǎng)絡(luò)使用時(shí)，運(yùn)營商可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)手機(jī)情況使用ESN或UIMID，通過添加一個(gè)標(biāo)識(shí)
加以區(qū)分。對(duì)于KAVE算法，在輸入?yún)��?shù)的格式上只要求滿足32位碼的條件就行。
UIM ID在MAP協(xié)議、A接口等使用效果最好，而ESN方式在這類接口中使用效果稍
差一點(diǎn)。
4 UIM和MIN／ESN方式的比較
    傳統(tǒng)的MIN／ ESN適配方式是網(wǎng)絡(luò)在鑒權(quán)過程中，將從手機(jī)中所得到的ESN和
MIN一對(duì)號(hào)碼和HLR中存儲(chǔ)的原ESN和MIN碼相對(duì)照，若匹配，則為合法手機(jī)；否則
即失配，為非法。它的優(yōu)點(diǎn)是有利于數(shù)據(jù)安全和加密，由于ESN值是動(dòng)態(tài)變化的，
所以更利于防盜。比起MIN/ESN失配及其類似方式，UIM具有很多優(yōu)點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)
是它在網(wǎng)絡(luò)側(cè)不用大改動(dòng)，在HLR中存儲(chǔ)的是定值：UIM ID碼為未來平滑過渡到
第三代的56位號(hào)碼方式作準(zhǔn)備。缺點(diǎn)是目前UIM ID號(hào)碼分配沒有最后確定下來，
需要和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織共同努力，盡早完成。另一個(gè)缺點(diǎn)就是“認(rèn)卡不認(rèn)人”，
雖然現(xiàn)在聽起來不利于防盜，但將來技術(shù)先進(jìn)了，成本降低了，價(jià)格也會(huì)降得和
現(xiàn)在呼機(jī)差不多。運(yùn)營商主要靠服務(wù)掙錢。比如在電信發(fā)展較好的日本東京，
PHS手機(jī)只要100日元，近科白送；而在發(fā)展較落后的蒙古首府烏蘭巴托，手機(jī)的
價(jià)格普遍要比中國高。中國電信事業(yè)也正在經(jīng)歷這個(gè)過程，所以UIM最符合未來
發(fā)展。