vignette|Carte SIM au format Mini SIM portant le logo de l'opérateur allemand . vignette|Tiroir carte SIM au format Mini SIM et son extracteur en métal, sur un iPhone 3G.
Une carte SIM.. (de l', soit en français « module portant l'identité de l'abonné») est une puce électronique contenant un microcontrôleur et de la mémoire. Elle est utilisée en téléphonie mobile pour stocker les informations spécifiques à l'abonné d'un réseau mobile, en particulier pour les réseaux GSM (2G), UMTS (3G), LTE (4G) et 5G. Elle permet également de stocker des données numériques et des applications de l'utilisateur, de son opérateur ou dans certains cas de tierces parties. D'autres systèmes de téléphonie mobile comme le CDMAOne, le PDC japonais ou le CDMA2000 défini par le 3GPP2 prennent en charge optionnellement une telle carte.
La carte SIM contient un numéro IMSI, constitué du code pays (MCC), de l'identifiant de l'opérateur (MNC), et de l'identifiant de l'abonné (MSIN). Fournie par l'opérateur, la carte SIM est unique pour chaque utilisateur d'un réseau de téléphonie mobile.
Généralités vignette|Carte SIM distribuée sous format carte de crédit (1FF / ID-1) par l'opérateur T-Mobile. La partie contenant la puce, à gauche (au format Mini SIM (2FF / ID-000), se détache pour pouvoir être insérée dans le téléphone. Le premier brevet concernant un dispositif de type carte à puce (mémoire sécurisée) est déposé le par le Français Roland Moreno. Diverses améliorations et utilisations sont ensuite exploitées dans plusieurs domaines.
Le choix de l'intégration d'une carte à puce dans les systèmes de téléphonie mobile est basé sur la nécessité de disposer des éléments suivants : Un élément sécurisé contenant l'identifiant et les données de connexion d'un utilisateur donné ; Un élément amovible permettant de personnaliser un nouveau téléphone avec les données de connexion ; l'intérêt est de séparer le choix d'un terminal de la notion d'abonnement ; Un espace de stockage d'information pour les données personnelles de l'abonné (son annuaire), mais également des paramètres de personnalisation de son terminal (paramètres de messagerie) ; Un espace pour les applications de l'opérateur de téléphonie.
SIM (acronyme de Subscriber Identity Module : module d'identification de l'abonné) désigne à l'origine l'application GSM implémentée dans le circuit intégré déposé sur une carte nommée « UICC » (pour « », en anglais). Cette application est définie dans la spécification ETSI/3GPP . Par extension, la carte a été appelée « carte SIM », et le nom subsiste alors qu'elles ont progressivement été remplacées par des cartes USIM (l'équivalent de l'application SIM pour l'UMTS), définies dans les spécifications 3GPP (application USIM) et et qui sont compatibles avec les réseaux GSM, EDGE, UMTS, LTE et 5G.
L'UICC et l'application SIM gèrent l'authentification de l'abonné dans le réseau GSM (l'USIM pour le réseau UMTS) et génèrent 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 ( dans le cas de l'UMTS) et d'un environnement applicatif . Ces applications sont généralement la propriété de l'opérateur qui peut les télécharger sur la carte.
Une carte SIM donnée est fournie par et est caractéristique d'un opérateur de réseau mobile (éventuellement virtuel). Le numéro IMSI, constitué des codes MCC + MNC + MSIN, est intégré dans la carte et permet l'identification univoque de l'opérateur.
Caractéristiques physiques
Formats vignette|upright=1.2|Les de carte SIM (de gauche à droite :1) SIM (1FF) – ID-12) Mini SIM (2FF) – ID-0003) Micro SIM (3FF)4) Nano SIM (4FF) L'UICC (carte SIM) a été définie avec plusieurs formats : Format ID-1 (ISO/CEI 7810), le format des cartes de crédit, rapidement écarté car trop contraignant pour la conception des téléphones mobiles ( de long, de large et d'épaisseur) ; Format ID-000 (ISO/CEI 7810) ou ou 2FF, aussi appelée « Mini SIM » ou « Standard SIM », le plus répandu des formats dans les téléphones mobiles GSM ou UMTS ( de long, de large et d'épaisseur) ; Format Mini-UICC ou 3FF, commercialement nommé « Micro SIM » par les opérateurs, spécifié en 2000 par l'ETSI à l'initiative de l'opérateur mobile japonais NTT DoCoMo. Ce format (rétrocompatible avec un adaptateur) a été imaginé pour permettre la miniaturisation extrême de terminaux. Ce format a été utilisé la première fois par pour l'opérateur « 3 » en Italie en guise de SIMLock physique, puis en volume par Apple (2010) pour l'iPad. Le format est largement répandu ( de long, de large et d'épaisseur) ; Format 4FF, commercialement nommé « Nano SIM » a été proposé par Apple avec le soutien de la plupart des opérateurs mobiles. Comme pour le 3FF, il s'agit de réduire la taille de la carte (approximativement 30 %) sans changer l'emplacement des contacts. Apple est en le premier fabricant à avoir adopté ce nouveau format, avec l', suivi de Nokia qui l'utilisera pour le ; Format MFF2, commercialement nommé « e-SIM » pour le grand public, est une carte SIM intégrée, notamment utilisée au sein des montres connectées. Comme pour les formats 3FF et 4FF, l'idée est de prendre en compte le manque d'espace dans les appareils de ces dernières années et d'adapter la taille des cartes SIM. Ce format reste encore à ce jour très peu utilisé pour les smartphones.
+ Tailles des cartes SIM Carte SIM Norme de référence Longueur (mm) Largeur (mm) Épaisseur (mm) / 1FF / ID-1 UICC ISO/CEI 7810:2003, ID-1 85,60 53,98 0,76 SIM Standard / 2FF / UICC ISO/CEI 7810:2003, ID-000 25,00 15,00 0,76 Micro SIM / 3FF / Mini-UICC ETSI TS 102 221 15,00 12,00 0,76 Nano SIM / 4FF ETSI TS 102 221 12,30 8,80 0,67 / MFF2 , SON-8 6,00 5,00 <1,0 L'iSIM, nouveau format de "carte SIM" compatible avec les normes GSMA, se développe de plus en plus. Cette fonction SIM nouvelle génération est directement implantée au cœur du processeur du smartphone, dans le SoC.
Composants L'UICC utilise un microprocesseur et de la mémoire.
Les capacités mémoire typiques en 2006 sont de 32 ou . Dans le cas de cartes « haut de gamme » pour des fonctionnalités comme un annuaire utilisateur important ou le support d'applications, les grands opérateurs européens achètent actuellement des cartes d'une capacité de 128 ou . La carte peut alors héberger des fichiers, des paramètres d'applications et de services du mobile, et même des applications exécutables dans la carte elle-même, par exemple, en .
Une tendance se dessine dès 2006 à l'extension de la capacité mémoire vers des mégaoctets ou des gigaoctets. L'UICC peut alors reprendre en son sein les fonctions habituellement associées aux MMC ou : stockage agrandi, mais également sécurisation de contenu et d'applications. Toutefois, devant le coût de ces solutions, un modèle d'affaire inexistant et certaines difficultés d'implémentation, les solutions techniques n'ont vu le jour que sous la forme de prototypes.
La technologie mémoire utilisée dans la carte a d'abord été de l'EEPROM, mais s'est rapidement tourné vers la Flash (en NAND plus qu'en NOR), bien plus flexible dans l'utilisation et maîtrisée pour les grandes capacités. Cependant, de plus en plus et à cause de l'intégration du multimédia, on sépare la mémoire et la carte SIM en s'orientant vers l'utilisation d'une carte Flash additionnelle permettant ainsi une plus grande flexibilité d'usage des données, sauf pour ce qui concerne le carnet d'adresse qui reste souvent encore traditionnellement sur la carte afin de faciliter le changement de GSM même si certains veulent encore croire au modèle intégré en insérant une micro Flash au sein même de la puce.
thumb|upright=1.2|Les contacts d'une carte SIM.
1 : VCC (alimentation) 2 : RST (remise à zéro) 3 : CLK (horloge) 4 : D+ () (absent si 6 contacts) 5 : GND (masse) 6 : SWP 7 : I/O (entrée/sortie) 8 : D- () (absent si 6 contacts) Interface physique L'interface physique de la carte a huit contacts. Pendant longtemps, seuls cinq contacts ont été utilisés pour l'implémentation de l'interface dite « ISO »Voir les spécifications .. L'implémentation de nouvelles fonctions implique l'utilisation des contacts supplémentaires définis mais reste optionnelle.
L'USB (choisi comme interface rapide) utilise les contacts C4 et C8 ; cette interface est définie dans le standard ETSI . Le contact C6 est utilisé pour une interface vers un module qui permet l'accès à des services de type NFC quel que soit le mode (émulation de carte, lecteur et ) afin d'adresser des applications de transport (de type Navigo), de paiement, de lecture de tags RFID et d'échange de données (P2P). L'interface vers le module sans contact est définie dans les standards (SWP) et (HCI).
Il existe également des cartes SIM ne disposant que de six contacts, sur lesquelles les contacts C4 et C8 sont absents. Cela est d'office le cas pour les cartes compatibles avec le format Nano SIM (4FF), qui n'existent qu'en format 6 contacts.
Suivant les générations de puces, la tension peut varier de (voire ) pour les modèles les plus gourmands (tous les modèles antérieurs à 1998 ainsi que certains modèles plus récents) à pour les plus économes, en passant par la valeur intermédiaire, la plus fréquente, de 3 ou . Certains appareils ne supportent plus les cartes SIM exigeant une tension de (par exemple l', sorti en 2015).
Virtualisation totale vignette|Le logo de la carte SIM virtuelle eSIM Une nouvelle spécification de la carte SIM, la eSIM, a été définie, pour virtualiser totalement la carte SIM, et ainsi intégrer ses fonctions dans une puce soudée à la carte mère, voire directement au sein des processeurs des téléphones mobiles.
Caractéristiques logicielles
Numéro de série de carte externe En France, le numéro de série de carte externe ou NSCE est une séquence correspondant à une suite de treize chiffres inscrite sur la carte SIM permettant à un opérateur d'identifier l'utilisateur, il est très similaire au code ICCID qui permet quant à lui d'identifier au niveau international le type de carte, le pays d'origine, l'opérateur émetteur et l'utilisateur. Il existe des outils permettant de convertir un code ICCID en code NSCE ou vice-versa. En Europe, le numéro de série SIM (SSN) est parfois aussi accompagné d'un numéro d'article international (IAN) ou d'un numéro d'article européen (EAN) requis lors de l'enregistrement en ligne pour l'activation d'une carte prépayée.
Protocoles Le protocole utilisé à l'origine sur la carte SIM est le protocole de base de la carte à puce, le protocole T=0. Les caractéristiques principales de ce protocole sont les suivantes : Asynchrone ; En mode caractère ; En semi-duplex.
Deux nouveaux protocoles ont été ajoutés en 2006 et 2007 à savoir :
L'USB IC () qui présente les caractéristiques de performance de l'USB ( ) et est défini dans le standard ETSI . Cependant, l'interface électrique a été adaptée pour une communication à courte distance au sein d'un équipement afin de réduire l'énergie nécessaire à l'interface physique. Trois classes sont disponibles sur cette interface USB : ICCD () permet d'émuler l'interface historique et le transport d'informations suivant le standard ISO/IEC 7816-4 ; permet d'émuler un disque ou une clé de stockage mémoire ; EEM () permet de transporter des paquets IP et donc de supporter des protocoles comme TCP/IP ou UDP/IP.
Le SWP () est définie dans les standards ETSI et ETSI et fonctionne suivant les caractéristiques suivantes :
Jusqu'à ; Transmission de paquets ().
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 de proposer un système , sans succès. L'initiative a été abandonnée, les opérateurs préférant l'expertise propriétaire de leurs fournisseurs.