آشنایی با eSIM

سیم کارت های فیزیکی که در حال حاضر از آن ها استفاده می کنیم، نقش اصلی رو در ارتباطات موبایلی دارند. سیم کارت هایی از جنس پلاستیک که وظیفه اصلی کانکت شدن به شبکه GSM و محافظت از اطلاعات شما و اپراتور رو برعهده دارند.

اما انقلاب بزرگی برای ارتباطات موبایلی در حال رخ دادنه که eSIM یا Embedded SIM نامیده میشه. با استفاده از eSIM دیگر نیازی نیست که شما سیم کارت فیزیکی رو از اپراتور یا نمایندگی ها خریداری کنید و بعد در موبایل خود قرار دهید. تنها کافی است که یک Profile رو از اپراتور خریداری و روی گجت خود دانلود کنید.

در این مقاله قصد داریم در مورد eSIM ها بیشتر بدانیم، پس همراه باشید.

سیم کارت های فیزیکی

برای اینکه بتوانید درک بهتری از eSIM داشته باشید، بهتر است به عقب برگردیم و درمورد سیم کارت های فیزیکی کمی صحبت کنیم. در اواخر دهه 80 میلادی (ارتباطات آنالوگ) کدی به نام ESN که مخفف Electronic Serial Number است در دستگاه ها هارد کد شده بود. این شماره سریال برای شناسایی کاربرهای معتبر (کاربرهایی که هزینه های مربوطه رو پرداخت کرده بودند و مجوز برقراری ارتباط داشتند) استفاده میشد. مشکل اصلی این بود که این شماره سریال هارد کد شده در دیوایس، با استفاده از دستگاه هایی قابل خواندن بودند. بنابراین اگر شخص دیگری به دیوایس دسترسی داشت میتوانست آن کد را برداشته و روی دستگاه دیگری کلون کند و اقدام به برقراری ارتباط کند. درواقع می توان گفت مشکل اصلی این مکانیزم، سهولت هک شدن آن بود.

در اواخر دهه 90 ارتباطات دیجیتال و سیم کارت های فیزیکی معرفی شدند. از این به بعد، این سیم کارت ها بودند که وظیفه شناسایی کاربر به شبکه دیجیتال GSM رو برعهده داشتند.

حتما می دانید که سیم کارت های فیزیکی از کارت های هوشمند تولید می شوند که امروزه به وفور از آنها استفاده میکنیم. اگر Smart Card ها را بشناسید، میدانید که این کارت ها یک مینی کامپیوتر هستند. به این معنی که این کارت ها دارای CPU, RAM, Input, Output و حتی File System هستند.

اطلاعات بسیاری در یک سیم کارت ذخیره می شوند مثل مخاطبان و پیام ها. اما داده مهم دیگری در سیم کارت ها ذخیره شده است که در جهت شناسایی کاربر استفاده می شوند. این داده ها را به اصطلاح Operator Credentials می گویند که شامل داده های زیر است:

• IMSI: International Mobile Subscriber Identity
• K: A Secret Key
• Authentication Algorithm

این سه آیتم علاوه بر این که روی سیم کارت پروگرم می شوند، در دیتابیس اپراتور هم ذخیره می شوند.

اپراتور تعداد زیادی سیم کارت تهیه می کند و با اطلاعات بالا آن ها را پروگرم می کند. زمانی که سیم کارت ها توسط اپراتور پروگرم می شوند باید میان مشتریان توزیع شوند. دو روش اصلی برای توزیع سیم کارت به مشتریان وجود دارد:

1. مشتری به نمایندگی اپراتور مراجعه کند و سیم کارت رو شخصا تحویل بگیره.
2. سیم کارت از طریق پست برای مشتری ارسال بشه که چیزی در حدود دو تا سه روز کاری زمان میبره.

نحوه کانکت شدن کاربر به شبکه GSM

1. ابتدا کاربر IMSI رو برای شبکه ارسال می کند.
2. اپراتور Challenge ای رو براساس Secret Key و Authentication Algorithm ایجاد و برای موبایل ارسال میکنه.
3. سیم کارت با پردازش کردن چلنج به یک عدد جدید میرسه و اون رو برای اپراتور ارسال میکنه.
4. درصورتی که Response سیم کارت با چلنج اپراتور یکی بود، کاربر معتبر شناسایی میشه و اجازه دسترسی به شبکه به او اعطا میشه.

ویژگی اصلی سیم کارت های فیزیکی Removable بودن آن هاست، بنابراین زمانی که مشکلی برای سیم کارت پیش می آید یا سیم کارت هک میشود به جای تعویض دیوایس، تنها کافی ست که سیم کارت تعویض شود.

مشکلات سیم کارت های فیزیکی

قبل از اینکه به بررسی مشکلات و معایب سیم کارت های فیزیکی برسیم باید دو حوزه اصلی کاربرد سیم کارت ها رو بررسی کنیم:

مارکت M2M یا IoT: سیم کارت هایی که درون دستگاه هایی مثل ماشین و ... نصب می شوند و دستگاه رو به شبکه جهانی متصل می کنند.

مارکت Consumer: استفاده ای که ما به عنوان مشتری از سیم کارت ها داریم.

مشکلات سیم کارت های فیزیکی در مارکت M2M

• ویژگی Removable بودن سیم کارت های فیزیکی یکی از معایب اصلی است. در دستگاه های M2M سیم کارت درون دیوایس جاسازی می شود. درصورتی که دیوایس در معرض نور مستقیم خورشید، رطوبت و ویبریشن باشد سیم کارت ممکن است آسیب ببیند. درنهایت درصورت آسیب دیدگی سیم کارت، دیوایس باید به کارخانه تولیدکننده منتقل شده تا سیم کارت جدید در آن قرار گیرد.
• دستگاه های M2M بعد از تولید به کشورهای مختلفی صادر می شوند. با توجه به اینکه هر کشور اپراتورهای خود را دارد، سیم کارتی که در دستگاه ها قرار میگیرد باید براساس کشور مبدا انتخاب شود.
• انتخاب اپراتور دستگاه در زمان تولید دستگاه انجام می شود. درنتیجه اگر کارخانه به هر دلیلی تصمیم بگیرد که اپراتور محصولات خود را عوض کند، متحمل هزینه بسیاری می شود.

مشکلات سیم کارت های فیزیکی در مارکت Consumer

• زمانی که شما به کشور دیگری مسافرت می کنید، باید به اپراتورها یا نمایندگی های فروش سیم کارت های آن کشور مراجعه کنید و سیم کارت جدیدی را تهیه کنید. در این حالت شما باید سیم کارت اصلی خود را درآورده و سیم کارت جدید را وارد دیوایس کنید.
• سیم کارت ها در سه اندازه متفاوت نانو، میکرو و استاندارد تولید می شوند. در ایران در هنگام خرید، سیم کارت رو در هر سه اندازه به مشتری ارائه می دهند، اما ممکن است کشورهای دیگر این سرویس رو ارائه نکنند. بنابراین مشتری در هنگام خرید باید اندازه درست رو سفارش دهد.
• درصورتی که مشتری بخواهد دیوایس خود را تعویض کند و اندازه سیم کارت در این دو دیوایس متفاوت باشد راهی به جز تعویض سیم کارت ندارد!
• بعضی از مشتریان نیاز دارند بیش از یک سیم کارت داشته باشند، این درحالی است که دیوایس ها نهایتا دو سیم کارته طراحی می شوند. درنتیجه این افراد چاره ای به جز داشتن همزمان چند دیوایس ندارند.
• محلی از دیوایس که برای نگهداری سیم کارت اختصاص داده می شود می تواند صرف هدف های مهم تری مثل بزرگ شدن باتری یا سایر قطعات موبایل شود.
• سیم کارت ها از جنس پلاستیک هستند و حتما می دانید که پلاستیک چه خطر بزرگی برای محیط زیست محسوب می شود.

راه حل eSIM

استفاده از eSIM میتونه تمامی این معایب رو حل و حتی مزایای دیگری رو برای مشتریان و اپراتورها به وجود بیاره. درواقع eSIM یک مکانیزم جدید برای انتقال Operator Credentials به دیوایس مشتری محسوب میشه. تفاوت اصلی که با روش قبلی دارد این است که دیگر هیچ سیم کارت فیزیکی برای مشتری فرستاده نمی شود. اما سوالی که پیش می آید این است که چطور می توان تشخیص داد که یک کاربر، مشتری معتبر یک اپراتور هست یا خیر؟

می توان پروسه استفاده از سیم کارت برای اتصال به شبکه تلفن همراه رو به دو مرحله تقسیم کرد:

در مرحله اول مشتری باید با مراجعه به اپراتور موردنظر سیم کارت رو خریداری کرده و در دیوایس خود قرار دهد و در مرحله دوم سیم کارت در زمان برقراری ارتباط با شبکه، Operator Credentials رو برای اپراتور ارسال میکنه.

تفاوت استفاده از eSIM در مرحله اول یعنی خریداری سیم کارت و نصب آن روی موبایل است. به این ترتیب که دیگر سیم کارت فیزیکی از اپراتور خریداری نمی شود، بلکه یک پروفایل خریداری، روی دیوایس دانلود و سپس نصب می شود.

برای جزییات بیشتر نمودار زیر رو در نظر بگیرید:

1. سیم کارت های فیزیکی را حذف می کنیم.
2. اپراتور پروفایلی رو برای مشتری تولید می کند. این پروفایل رو معادل سیم کارت های فیزیکی در نظر بگیرید که شامل Operator Credentials است. در این مرحله مشتری درخواست دانلود پروفایل را ارسال میکند.
3. پروفایل پس از دانلود، روی eUICC موجود در دیوایس کاربر نصب می شود.
4. همانطور که در این بخش می بینید، یک دیوایس می تواند چندین پروفایل رو در خود داشته باشد.
5. مرحله 5 به بعد، دقیقا همانند سیم کارت های فیزیکی است.

مزایای eSIM برای مارکت M2M

تمامی معایب استفاده از سیم کارت های فیزیکی با استفاده از eSIM برطرف می شوند. به این صورت:

• شرایط محیطی تاثیری رو پروفایل ندارد، چرا که eUICC درون دیوایس Embedded شده است.
• دیگر نیازی نیست که اپراتور در زمان تولید دیوایس انتخاب شود. چرا که بعد از تولید، می توان از اپراتور دلخواه، پروفایلی خریداری و روی دیوایس نصب کرد.
• اگر نیازی به تغییر اپراتور باشد، تنها کافی است پروفایل موجود روی دستگاه رو حذف و پروفایل جدیدی روی آن نصب کرد.
• اگر پروفایل موجود روی دستگاه دچار مشکل شد، نیازی به تعویض هیچ قطعه ای نیست. تنها می توان پروفایل جدیدی رو روی آن نصب کرد.

مزایای eSIM در مارکت Consumer

تمامی معایب استفاده از سیم کارت های فیزیکی با استفاده از eSIM برطرف می شوند. به این صورت:

• دیگر نیاز نیست مشتری برای خرید یک سیم کارت مسافتی را طی کند یا چند روزی را برای پست شدن سیم کارت منتظر بماند. درهرزمانی که مشتری اقدام به خرید کند، می تواند پروفایل خود را روی دیوایس نصب کند.
• از آن جایی که دیگر سیم کارت فیزیکی وجود ندارد، دغدغه سایز سیم کارت از بین می رود.
• مشتری می تواند بیش از دو پروفایل روی دیوایس خود داشته باشد و در هر زمان که نیاز داشت بین پروفایل های مختلف سوییچ کند.
• با حذف شدن اسلات سیم کارت های فیزیکی، می توان فضای خالی به وجود آمده رو برای موارد دیگه استفاده کرد.
• پروفایل های eSIM مشکل محیط زیستی چندانی ندارند.
• هزینه های تولید و توزیع سیم کارت های فیزیکی حذف می شود.

منبع

https://www.wraycastle.com/