CU接口

目录·CU接口概念
·Cu接口的物理、电气和逻辑特性
·USIM应用
·4、结束语




CU接口概念
Cu接口是USIM卡和ME之间的电气接口,Cu接口采用标准接口。

Cu接口是UICC—终端间的接口,是终端和UICC卡进行信息交互的基础,所以有必要对Cu接口进行技术上的规范,以保证各种TD-SCDMA/WCDMA终端与各种UICC均能够正确稳定的交互信息,保证通信安全、正常的进行,从而保障消费者的利益。基于此目的,中国通信标准化协会于2004年底启动了Cu接口的标准化工作。预计的Cu接口系列标准包括:
  (1)TD-SCDMA/WCDMA UICC-终端(Cu)接口技术规范第一分册:物理、电气和逻辑特性;
  (2)TD-SCDMA/WCDMAUICC-终端(Cu)接口技术规范第二分册:USIM应用;
  (3)TD-SCDMA/WCDMA UICC-终端(Cu)接口测试规范第一分册:物理、电气和逻辑特性;
  (4)TD-SCDMA/WCDMA UICC-终端(Cu)接口测试规范第二分册:USIM应用。
  这几个标准主要是依据3GPP和ETSI的相关标准而制定,包括ETSITS 102.221,ETSITS 102.230,3GPP TS31.121,3GPPTS31.102。由于目前卡商生产的UICC卡已基本基于R4标准,所以此次Cu接口行标的制定也是基于R4版本。本文主要对Cu接口的技术要求的内容进行介绍。


Cu接口的物理、电气和逻辑特性
  Cu接口技术要求中定义了两种类型的有触点的UICC卡,一种是“ID-1 UICC”,另一种是“Plug-in UICC”。两种卡主要的区别是物理外形大小不同(长和宽不同),应用在不同的场合。其中常用的是“Plug-in UICC”,我们称之为插入式UICC。规范规定,插入式UICC长25mm(“ID-1 UICC”长85.60mm),宽15mm(“ID-1 UICC”宽53.97mm),厚0.78mm。此种有触点的卡共有八个触点,这八个触点是卡与终端进行交互的接口点,各有各的职能,首先看一下八个触点的物理位置。

  其中C1(VCC:Supply voltage)为电源输入口;C2(RST:Resetsignal)是复位信号的输入点;C3(CLK:Clock signal)是时钟信号输入点;C6(VPP:programming voltage)为编程电压输入点;C7(I/O:Data input/output)是串行数据的输入输出口;C4和C8(RFU:Reserved for future use)为保留触点,用于将来其它的应用。

  Cu接口技术要求中对Cu接口的每一个触点的电气特性进行了规定,主要有触点的电压、电流、时钟信号、上升时间、下降时间等。

  初始通信建立程序主要规定了UICC的激活和去激活、供电电压的转化、复位程序以及复位响应的内容、时钟停止模式、比特/字符持续时间、错误的处理。

  Cu接口的传输层定义了两种传输协议:T=0和T=1。T=0表示基于字符的传输协议;T=1表示基于数据块的传输协议。应用层协议数据交换是由命令一响应对组成。终端应用层经由终端的传输层发送命令,UICC处理该命令并使用UICC和终端的传输层向终端应用层发回一个响应,来完成命令的交互。

  Cu接口的安全特性部分定义了Cu接口的安全架构、安全环境和PIN,这些保证了UICC卡和卡上的应用能够在授权的保护下安全的进行各种操作。

  Cu接口技术要求中定义了18种通用的命令来完成各种功能,如对文件记录的操作(读、写、激活、去激活等)、PIN的处理、鉴权、逻辑信道管理等。
USIM应用
  USIM应用包括一系列的文件、数据、协议(但不包括传输协议)和安全机制。Cu接口技术要求对USIM应用的文件结构、应用协议、安全特性、USIM命令进行规定。

  USIM卡中记录了很多信息,用于身份识别、加密、服务的选择、电话号码的记录、短信息的记录等,因此USIM卡中有一系列的文件,USIM应用规范中对这些文件的结构,字段的内容进行了定义。ADF(Application Dedicated File)是USIM应用的专有文件,它包含了与服务和网络相关的信息。其文件管理模式采用分级目录的结构。

  USIM应用协议包括USIM管理程序、与USIM安全相关的程序、与签约相关的程序、与USAT相关的程序、与MExE(Mobile Execution Environment)相关的程序。USIM管理程序的执行要基于与USIM安全相关的程序和与签约相关的程序的正常执行。与安全相关的程序是USIM的必选项,而与签约相关的程序只有当相应的服务被USIM支持时才被执行。与MExE相关的程序是可选项。所有程序都是由成对的请求/响应消息完成。

  USIM管理程序主要包括:初始化、会话的终结(移动终端和USIM卡进行一些状态信息的交互);文件的读取和更新(如紧急呼叫、语言指示、USIM服务列表等文件的读取和更新);以及UICC卡是否存在的检测。USIM管理程序主要是完成应用的选择和终止过程。

  与USIM安全相关的程序包括:根据鉴权算法进行鉴权;获取IMSI;接入控制消息请求;高优先级PLMN的搜寻周期请求;位置信息;加密密钥和完整性保护密钥;禁止的PLMN;LSA(Localised Service Areas)消息;用户身份识别;GSM密钥;GPRS密钥;超帧号的初始值;START(控制密钥的有效时间)的最大值;有接入技术的HPLMN选择的请求;分组交换的位置信息;分组域加密密钥和完整性保护密钥;语音组呼服务;语音广播服务。这一系列的程序保证了USIM的安全,保证了通信的安全。

  与用户签约相关的程序包括很多内容,如电话号码簿;短消息;计费通知;PLMN选择;小区广播;群组标识;网络参数信息;MMS等三十几项的内容。这些程序主要完成对与用户签约相关的一些文件的操作(读取、更新、删除)。

  与USAT(USIM Application Toolkit)相关的程序包括:通过SMS-PP(点对点的短消息)进行数据的下载;图像的请求;通过SMS-CB(小区广播的短消息)进行数据的下载;USIM呼叫控制;USIM执行的MO-SMS(短消息发送)的控制。USAT是用于设计客户机/服务器应用环境的,它提供了一种机制允许存在于UICC中的应用与支持该应用所要求的机制的UE进行互操作,USAT为增值服务搭建了一个平台。

  USIM应用引入了更高的安全机制。就鉴权来讲,不但网络要对USIM卡进行鉴权,USIM卡同时要对网络进行鉴权,USIM应用采用AKA算法(由f1-f5来实现)用于USIM卡、访问位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)间的双向认证及密钥分配。USIM应用还使用了两个PIN来控制用户对USIM卡的使用和访问,通用的PIN用于USIM卡对用户使用的鉴权,PIN2用于有条件的访问文件,专门用于对ADF(USIM)文件的访问控制。USIM应用采用的安全机制还有空中接口数据和信令的加密,其通过加密性算法f8和信令的完整性保护算法f9来实现;USIM卡还可以通过函数c2和c3从3G的参数导出GSM所需要的参数SRES和Kc。
4、结束语
  UICC卡主要用于用户身份的识别,它关系到用户是否能够安全地接入网络。制订Cu接口的相关标准能够为Cu接口入网检测、仲裁检测、性能测试和认证测试等提供技术依据,也可作为生产厂家、运营部门和维修部门对设备进行质量检验和性能测试的参考标准,同时也为TD-SCDMA/WCDMA移动通信终端和UICC的设计开发、生产和维修等提供技术依据。



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CU接口标准化介绍
 
贡献者:
kekeya
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