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SIMカード(シムカード、Subscriber Identity Module Card)とは、GSMやW-CDMAなどの方式の携帯電話で使われている電話番号を特定するための固有のID番号が記録されたICカード。

W-CDMAなどの第三世代(3G)携帯電話用のSIMカードは機能が拡張されており、UIMカードないしUSIMカードと言うが、基本的に互換性があるため、特に区別せずにSIMカードと呼ぶことが多い。

ボーダフォン(Vodafone)のロゴはこのSIMカードの形状がモチーフである。

◆ 概要

SIMカードには、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)と呼ばれる固有の番号が付与されており、これと電話番号を結びつけることにより通信を可能とする。SIMカードを抜き差しすることで、電話番号を他の携帯電話機に移したり、ひとつの携帯電話端末で複数の電話番号を切替えて使用したりすることができる。

ただし、SIMカードは頻繁に抜き差しすることを想定したものではなく、抜き差しの前に確実にSIMカードの電源を切るために、電話端末の電源をオフにする必要がある。そのため、多くの電話端末では、電池を取り外さないとSIMカードの抜き差しができないような構造になっている。

SIMカードは単に書き換え不可能な個体IDを出力して、他のシステムが個体認証を行うだけであり、単体では何のセキュリティ機能にもならないことに注意を要する。本来の携帯電話加入者IDとしては予め通信会社と契約しているIDか交換機で照合されてから網の利用が許される。盗まれた携帯電話に他人のSIMカードを挿入されてもオフライン機能を含めて利用できないようにするには端末とSIMカード間の認証が必要になる。クレジット等の機能を付け加えるごとに別のシステムと認証が必要になる。かと言って細かなネットアプリケーションごとに別のサイトにIDをばら撒いては個人情報と同定されたときに危険であり、同一の認証局が別機能サイトに個人認証サービスを行うべきである。

日本国内で入手できるSIMカードは通常キャリア(通信会社)からの貸与であり、解約の際には返却しなければならない。

ただし、プリペイドSIMカードの場合は、最終使用時から一定期間(半年程度が多いが、ソフトバンクモバイルのプリモバイルの場合、残高有効期限切れから360日以内にリチャージを行わない場合は、自動解約扱いとなる)の後に失効して発信も着信も出来なくなるため、解約手続きは不要である。

SIMカードは、他の一般的なICカードと同じく、クレジットカードサイズで提供される。これは、昔の自動車電話などのSIMカードソケットだったことの名残である。現在は小型化され、ICチップの部分だけを切り離して使うようになっている。

◆ 規格

ISO/IEC 7816規格の接触型ICカードである。プラグインの外形寸法はISO 7810 のID-000で規定され、幅15mm×奥行き25mm×厚み0.76mm程度。

容量は64kバイト程度。実用化されている最大容量は2005年時点で128Mバイトである。2008年までに1Gバイトへと大容量化する方針のメーカーもある。小容量のカードでは契約者の個人情報や電話帳を50件ほど保存できるのみだが、大容量のカードではコンテンツ情報などを保存する事もできる。

SIMカードと移動機は、半2重シリアル通信であり、基本的な伝送速度は9,600ビット/秒であるが、伝送速度をネゴシエーションによって111,500ビット/秒まで上げることができる。

UICC(Universal Integrated Circuit Card)はGSMやUMTSの移動機に使われるスマートカードである。GSMネットワークではUICCはSIMアプリを内蔵し、UMTSネットワークではUSIMアプリを内蔵する。UICCにはこれ以外に様々なアプリケーションを内蔵することができる。

近年ETSI-SCPで標準化された高速UICC規格(IC_USB)では、USB2.0の物理層の規格を修正し、通常速度12メガビット/秒で通信できる(ETSI TS 102.600)。この場合、UICCのC4とC8ピンを使い、物理層より上のUSB規格は互換性がある。

◆ NFC

3GPPリリース7にて、非接触型ICカード機能をサポートするUICCへの拡張規格が決まった。これはUICC(SIMカード等)とNFCの無線通信を行う非接触無線チップCLF(Contactless Front End)とのインタフェースを規格化したものである。このインタフェースはSWP(Single Wire Protocol)という。CLFは通常、移動機のプリント基板に実装されるが、同時にCLFは移動機内に実装されたNFC用のアンテナに接続され、外部のリーダ・ライターとNFCの通信を行う。

SWPはETSI-SCPで策定されており(ETSI TS 102.613)、UICCとCLF間でシリアル伝送を行う。SWPは、物理層とデータリンク層(MAC層とLLC層)をUICCとCLF間に提供する。SWPは、UICCのC6ピンとグランドC1ピンの2線で通信を行うが、電圧と電流のハイ・ロー2値をそれぞれ使うことによって、全2重通信を行っている。即ち、CLF側からは電圧のハイ・ローの2値を使い、UICC側からは電流のハイ・ローの2値を使って通信する。但し、UICC側からの電流値は、CLF側からの電圧値がハイの時間区間のみ有効となる。この方式により、上り・下りとも同一の伝送速度を達成することができる。SWPは最大で1.6Mbps程度の速度が達成されることが報告[外部リンク]http://www.gemalto.com/press/archives/2009/2009-02-12_inside_nfc.pdfされている。

SWPの上位層でUICCやCLF間の通信を管理するHCI(Host Controller Interface)が同じくETSI-SCPで規格化されている(ETSI TS 102.622)。HCIはUICCとCLF間の通信を主な目的としているが、CLFをマスターとしたスタートポロジー構成となっており、ノード間のルーティングがサポートされている。

UICC(SIMカード等)にNFC (Near Field Communication; 近距離無線通信) のアプリケーションを内蔵し、移動機内のCLFとUICC(SIM等)を、SWPやHCIでインタフェースする事により非接触型決済機能をUICC(SIMカード等)に付加できる。

◆ データ

・ICCID

最大19桁であり、1-2桁目は産業識別(電気通信は89)、3-4桁目は国番号(日本は81)、日本の場合、5-7桁目は事業者番号、8-18桁目はカード番号、19桁目はチェックデジットとなる。http://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/pressrelease/japanese/denki/000602j601_04.html

・IMSI

最大15桁であり、MCC3桁、MNC2〜3桁、MSIN最大10桁で構成される。

◆ 日本のSIMカード

◇ ポストペイド

日本では、SIMカードを使う2G方式の代表であるGSMがサービスされていないため使われていなかったが、NTTドコモの自動車電話機の一部機種では「DoCoMoアプリケーションカード」と呼ばれる、クレジットカードと同サイズのICカードを利用していた。これは日本独自のものでPDC(mova)方式であった。

3GではW-CDMAを採用したNTTドコモのFOMAやソフトバンクモバイルのSoftBank 3Gのサービスインにより、UIMカードが使われるようになった。FOMAではFOMAカード、SoftBank 3Gでは、SoftBank 3G USIMカードと呼ばれている。データ通信サービスで新規参入したイー・モバイルも、W-CDMA方式のためUIMカード (EM chip) を採用している。

また、auも国際ローミングの強化(グローバルパスポートGSM)を目的として遅ればせながらCDMA 1X WINで、R-UIMカード(au ICカード)を導入し、日本の3G携帯電話はすべてUIMカードを採用することとなった。

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