SIM AT –SIM AT –Eine realistische Einschätzung auf der Eine realistische Einschätzung auf der

Basis des StandardsBasis des Standards

Vortrag vonMarco Preiss und Michael Knaf

zum Seminar : M-Commerce – Technik, Anwendungen und Konsortien

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AgendaAgenda

1. Grundlagen über Chipkarten2. Das SIM AT3. Der Einsatz in der Praxis4. Vergleich mit anderen aktuellen

Entwicklungen

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AgendaAgenda

1.1. Grundlagen über ChipkartenGrundlagen über Chipkarten2. Das SIM AT3. Der Einsatz in der Praxis4. Vergleich mit anderen aktuellen

Entwicklungen

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Typen von Chipkarten (1/3)Typen von Chipkarten (1/3)

Reine Speicherkarten– Speichergröße i.d.R. zwischen 256 Byte und

32 KB– Können beliebig gelesen und beschrieben

werden– Haben keine Schutzmechanismen, die das

Lesen oder Beschreiben verhindern können

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Speicherkarten mit integrierter Sicherheitslogik

– Speichergröße i.d.R. zwischen 256 Byte und einem KB

– Können beliebig gelesen werden– Beschreiben bestimmter Speicherbereiche

ist nur nach bestandener Authentifizierung möglich (PIN)

– Beispiel: Krankenversichertenkarte

Typen von Chipkarten (2/3)Typen von Chipkarten (2/3)

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Speicherkarten mit eigenem Prozessor, Betriebs- und Dateisystem (Prozessorkarten)

– Ausführen von Funktionen durch den Kartenprozessor (Kryptoalgorithmen)

– Lesen und schreiben bestimmter Bereiche nur nach erfolgreicher Authentifizierung möglich

– Beispiel: SIM-Karte

Typen von Chipkarten (3/3)Typen von Chipkarten (3/3)

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Das Dateisystem einer SIM-Karte (1/3)Das Dateisystem einer SIM-Karte (1/3)

Hierarchisches Dateisystem nach ISO 7816-4– MF (Master File)

• Entspricht dem Wurzelverzeichnis– DF (Dedicated Files)

• Entspricht den Verzeichnissen– EF (Elementary Files)

• Entspricht den Dateien

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Das Dateisystem einer SIM-Karte (2/3)Das Dateisystem einer SIM-Karte (2/3)

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Es existieren vorgefertigte Dateiformate– Transparent (Binärdateien)– Linear fixed (Struktur gleichlanger

Datensätze)– Linear variable (Struktur unterschiedlich

langer Datensätze)

Das Dateisystem einer SIM-Karte (3/3)Das Dateisystem einer SIM-Karte (3/3)

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Die Kommunikation mit einer SIM-KarteDie Kommunikation mit einer SIM-Karte

Kommunikation nach dem Challenge-Response-Verfahren

Aufnahme von Kommando und Antwort mittels APDU (application protocol data units)

– Kommando-APDU– Antwort-APDU

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Die Kommando - APDUDie Kommando - APDU Sendet: CLA: Beschreibt den verwendeten Befehlssatz

(0x00 Standardbefehlssatz, 0xA0 GSM-Befehlssatz)

INS: Beschreibt den verwendeten Befehl P1 & P2: Befehlsspezifische Parameter Lc: Länge des folgenden Datenfeldes Datenfeld: Daten, wie etwa ein

Telefonbucheintrag Le: Größe des von der Karte

zurückzusendenden Datenblocks

CLA INS P1 P2 Lc Sendedaten Le

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Die Antwort - APDUDie Antwort - APDU

Empfängt: Antwortdaten SW1 SW2

Antwortdaten: Die angeforderten Daten SW1, SW2: Diese zwei Bytes (Return-Code)

stellen die einzige Möglichkeit dar, zu überprüfen, ob das an die Chipkarte gesandte Kommando erfolgreich war

Bei erfolgreicher Beantwortung tragen die beiden Bytes die Werte ‚90 00‘ oder ‚9F XX‘

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GraphikGraphik

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BeispielBeispiel

Auslesen eines Speicherbereiches

– Kommando: 00 B0 00 50 02• 00 – Standardbefehlssatz• B0 – ISO-7816-4 Kommando (read binary)• 00 – Befehlsabhängig 00• 50 – Befehlsabhängig 50 (hier: Adresse)• 02 – Parameter (hier: Zahl der Bytes, die als

Antwort erwartet werden)

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1. Grundlagen über Chipkarten2.2. Das SIM ATDas SIM AT3. Der Einsatz in der Praxis4. Vergleich mit anderen aktuellen

Entwicklungen

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Subscriber Identity ModuleSubscriber Identity Module

SIM ist eine Smart Card, die für GSM entwickelt wurde

Bekannteste Anwendungen sind das Telefonbuch und die SMS-Funktionen

SIM-Karte ist wie ein elektronischer Ausweis– Gibt dem Teilnehmer eine Identität– Teilnehmer weist mit SIM-Karte seine

Zugangsberechtigung zum Netz nach

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SIM Application ToolkitSIM Application Toolkit

Erweiterung der Funktionen der SIM Wird zur wichtigen Schnittstelle zwischen

dem Mobiltelefon und dem Netz SIM AT ist unabhängig vom Mobile

Equipment und der Smart Card Vorraussetzung: Schnittstelle zwischen

Mobilteil und SIM-Karte muss dem Standard entsprechen

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Die Funktionen der SIM AT – Ein AusschnittDie Funktionen der SIM AT – Ein Ausschnitt

Profile Download Proactive SIM Data Download Menu Selection Call Control MO Short Message Control Event Download Security

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Profile DownloadProfile Download

Informationen über die Fähigkeiten des Mobile Equipment (ME) werden an die SIM geleitet

SIM kann den Umfang der zu übertragenden Mechanismen an das ME anpassen

Profile Download Instruktionen werden in der Initialisierungsprozedur der SIM vom ME an die SIM gesendet

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Profile Download – Technischer AblaufProfile Download – Technischer Ablauf

Mobile Equipment (ME) liest innerhalb der Initialisierungsprozedur das Elementary File „Phase“

ME sendet den TERMINAL PROFILE-Befehl Dieses Profil zeigt SIM, welche relevanten

Funktionen ME unterstützt

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Proactive SIM (1/3)Proactive SIM (1/3)

Problem: ME ist der „Master“ und somit der Auslöser von Befehlen SIM hat keine Möglichkeit eine Kommuni-

kation mit ME anzustoßen Mechanismus der Proactive SIM gibt der

Karte die Möglichkeit dem ME mitzuteilen, dass die SIM Informationen für ME hat

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Proactive SIM (2/3)Proactive SIM (2/3)

ME wird die Funktion FETCH nutzen, um diese Informationen abzufragen

SIM gibt an ME den Code „91 XX“, der ME mitteilt, dass eine vorausgegangene Aktion erfolgreich ausgeführt wurde, und einen Code für einen speziellen Befehl beinhaltet

Daraufhin bestätigt ME die Ausführung oder meldet eine Fehler

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Proactive SIM (3/3)Proactive SIM (3/3)

Beispiele für Aktionen:Anzeigen eines Textes

Versenden einer Kurznachricht

Aufbau eines Gesprächs über eine Nummer, die auf der SIM gespeichert istSpielen eines Tones

Initiieren eines Dialoges mit dem Nutzer

Steuerung von Timern, die physisch in ME laufen

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Data Download (1/2)Data Download (1/2)

Möglichkeit für Netzbetreiber, Informationen auf verschiedenen Wegen zur SIM zu senden, ohne dass der Nutzer davon in Kenntnis gesetzt wird

SIM reagiert auf diese Nachricht mit einer Empfangsbestätigung oder einer Fehlermeldung

ME meldet Reaktion an das Netzwerk zurück

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Data Download (2/2)Data Download (2/2)

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1. Kurznachricht 2. Transparente Weitergabe

3. Reaktion4. Rückmeldungan das Netzwerk

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AgendaAgenda

1. Grundlagen über Chipkarten2. Das SIM AT3.3. Der Einsatz in der PraxisDer Einsatz in der Praxis4. Vergleich mit anderen aktuellen

Entwicklungen

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Motivation zur Verbreitung der SIM ATMotivation zur Verbreitung der SIM AT

SIM AT bietet den Netzbetreiber den großen Vorteil, dass sie alleine Services entwickeln können

Sie verfügen alleine über den Zugriff auf die SIM-Karte

Möglichkeit Wechselkosten aufzubauen

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Beispiel 1: Buchung eines Fluges (1/2)Beispiel 1: Buchung eines Fluges (1/2)

Kunde möchte Flug über Mobiltelefon buchen

Applikation, die auf der SIM-Karte gespeichert ist, fragt nach relevanten Daten

Programm sendet diese Daten an den Server der Fluggesellschaft

Server antwortet mit der Liste aller in Frage kommender Flüge

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Beispiel 1: Buchung eines Fluges (2/2)Beispiel 1: Buchung eines Fluges (2/2)

Kunde wählt gewünschten Flug Selbe Schritte für den Rückflug Server prüft, ob Flüge verfügbar und

verlangt nach Passwort des Kunden Wird das Passwort angenommen und die

Anfrage bestätigt muss der Kunde noch mit einem PIN die Buchung „unterschreiben“

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Beispiel 2: Restaurant Empfehlung (1/2)Beispiel 2: Restaurant Empfehlung (1/2)

Reisender im Ausland sucht spezielles Restaurant

Bei dieser Anwendung kann der Nutzer zwischen drei unterschiedlichen Typen von Restaurants wählen

Der Nutzer wählt den Typ „italienisch“ SIM stellt eine SMS zusammen, die die

Information „italienisches Lokal“ und den momentanen Aufenthaltsort enthält

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Diese SMS wird an den Short Message Service Center verschickt, der aus einer Datenbank die entsprechenden Restaurants auswählt

Der Kunde erhält dann eine Liste der wählbaren Lokale mit Adressen und Telefonnummern

Beispiel 2: Restaurant Empfehlung (2/2)Beispiel 2: Restaurant Empfehlung (2/2)

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AgendaAgenda

1. Grundlagen über Chipkarten2. Das SIM AT3. Der Einsatz in der Praxis4.4. Vergleich mit anderen aktuellen Vergleich mit anderen aktuellen

EntwicklungenEntwicklungen

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Java für mobile GeräteJava für mobile Geräte

J2ME (Microedition) ist eine Java-Plattform, die die beiden existierenden Ausgaben um eine weitere, speziell für den Einsatz auf mobilen Geräten mit beschränkten Ressourcen, erweitert

Die Plattform unterteilt sich in Gruppen, von der das Mobile Information Device Profile (MIDP) speziell für Handys und PDA‘s entwickelt wurde

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MIDP, MidletsMIDP, Midlets

MIDP ist ein Standard, der als Basisplattform für die verschiedenen mobilen Endgeräte dient

– Nachteil: Es werden keine handyspezifischen Features unterstütz

Midlets sind den bekannten Applets ähnliche Anwendungen, die auf den unterschiedlichen Handys zum Einsatz kommen

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MidletsMidlets

Werden aus dem Netz runtergeladen Können offline verwendet werden Bekommen ihr Aussehen von den

herstellerspezifischen Eigenschaften verliehen

Denkbare (z.T. realisierte Anwedungen):Spiele, Routenplaner, Hotel-, Ticketbuchungen

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JavaME versus SIM ATJavaME versus SIM AT

JavaME SIM-AT

Übertragung: HTTP SMS

Speicher: Endgerät(Bsp.: SL45)

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Unterstützung Endgerät SIM +Endgerät

Entwicklung Java VM +Endgerät

SIM +Endgerät

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EndeEnde

Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!

Und nun zu den Fragen....

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Backup-Folien Backup-Folien

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ENVELOPEENVELOPE-Befehle-Befehle

Durch spezielle ENVELOPE-Befehle können unterschiedliche Nachrichten von ME an die SIM gesendet werden

Je nach Mitteilung wird ein spezieller Befehl gewählt

Im Fall des Data Downloads wird der Befehl ENVELOPE (SMS-PP DOWNLOAD) genutzt

SIM muss auf ENVELOPE-Befehl mit vordefinierten Codes reagieren

Entweder sie gibt ein „OK“ zurück, oder sie meldet eine Fehler

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Menu SelectionMenu Selection

Einige Menupunkte werden durch die SIM unterstützt

Wird einer dieser Menupunkte gewählt, der vorher durch einen „SET-UP MENU“-Befehl erstellt wurde, sendet das ME die Kennung des gewählten Bereichs zur SIM, wobei wieder ein bestimmter ENVELOPE-Befehl genutzt wird

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Call Control durch die SIMCall Control durch die SIM

Details der aufzubauenden Verbindung werden an die SIM geleitet (durch ENVELOPE)

Ausnahmen:– Automatische Wahlwiederholung– Notruf

Hat SIM Informationen erhalten, sendet sie Reaktion an ME:

– „90 00“ – „OK, Anruf kann so statt finden“– „93 00“ – „Befehle wiederholen“– „9F XX“ – SIM möchte ME zusätzliche

Informationen geben

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MO Short Message Control durch SIMMO Short Message Control durch SIM

Zieladressen werden mittels eines speziellen ENVELOPE-Befehls an die SIM geleitet

Zusätzlich bekommt SIM die aktuelle versorgende Zelle mitgeteilt

SIM reagiert wieder nach bekannten Muster

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Timer ExpirationTimer Expiration

Wenn ein Timer, der zuvor durch einen TIMER MANAGEMENT-proactive-Befehl gestartet wurde, abläuft, sollte ME die Kennung sowie den Inhalt dieses Timers an die SIM weitergeben

Dazu wird wieder der entsprechende ENVELOPE-Befehl verwendet

Folie Folie 4444

SIM

AT

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SIM

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Event Download (1/2)Event Download (1/2)

Einige Ereignisse, die ME überwacht, können von der SIM unterstützt werden

Tritt ein Ereignis ein, dass auf der entsprechenden Event-Liste vermerkt ist, wird ME die SIM davon unterrichten

Für jedes Event existiert ein spezieller ENVELOPE-Befehl

Folie Folie 4545

SIM

AT

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SIM

AT

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Bas

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ards

Event Download (2/2) – Einige EventsEvent Download (2/2) – Einige EventsMT Call Event ME informiert SIM, wenn eine SETUP-

message eintrifft

Call Connected Event Erreicht ME eine eingehende CONNECT-message oder versendet ME eine, wird ME die SIM darüber informieren

Location Status Event Sollte der Location Status oder die Location Information sich verändert haben, wird ME die SIM darüber informieren

User Activity Event Nimmt ME wahr, dass der Nutzer eine Aktivität ausführt, meldet es dies an die SIM und streicht dieses Event aus der Liste

Language Selection Event Die SIM wird von ME benachrichtigt, wenn die Sprache, die genutzt wird, verändert wird

Folie Folie 4646

SIM

AT

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ards

SecuritySecurity

Mechanismen, die die Datensicherheit und Datenvollständigkeit unterstützen sollen

Sind in SIM AT-Standard integriert Standard ist sicher genug, um Mobile

Banking und Electronic Commerce Applikationen ausführen zu können

SIM ist in der Lage, Daten zu verschlüsseln, PIN-Codes auf Richtigkeit zu überprüfen oder Nachrichte zu signieren