CN100581275C

CN100581275C - 移动通信用户身份识别卡信息直接交互方法及其支持设备

Info

Publication number: CN100581275C
Application number: CN200610112968A
Authority: CN
Inventors: 龙德帆; 高翔
Original assignee: Beijing WatchData System Co Ltd
Current assignee: Beijing WatchData System Co Ltd
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: CN1929654A

Abstract

本发明公开了一种便于实现移动通信用户身份识别卡与安装该卡的移动通信终端之间信息直接交互的方法，同时也公开了支持该信息直接交互方法的移动通信用户身份识别卡，还公开了使用该信息直接交互方法的移动通信终端。在本发明中，移动信息终端通过将需要进行交互的信息封装在与移动通信用户身份识别卡之间的内部通信数据中，在不需要更改任何已有移动通信终端的硬件结构的前提下，实现了移动通信终端应用程序与用户身份识别卡之间可支持自定义命令的通信。

Description

移动通信用户身份识别卡信息直接交互方法及其支持设备

技术领域

本发明涉及一种便于实现移动通信用户身份识别卡与安装该卡的移动通信终端之间信息直接交互的方法，同时也涉及支持该信息直接交互方法的移动通信用户身份识别卡，还涉及使用该信息直接交互方法的移动通信终端，属于移动通信技术领域。

背景技术

用户身份识别卡(Subscriber Identity Model Card)通称为SIM卡或者智能卡，GSM数字移动电话机必须装上此卡方能使用。SIM卡中有一微型电路芯片，存储了数字移动电话客户的信息、加密密钥等内容，它可供GSM网络对客户身份进行鉴别，并对客户通话时的语音信息进行加密。SIM卡的使用，完全防止了并机和通话被窃听行为，并且SIM卡的制作是严格按照GSM国际标准和规范来完成的，它使客户的正常通信得到了可靠的保障。

由于SIM卡在移动通信服务中发挥着至关重要的作用，因此它本身的安全性也得到特别的重视。为了保SIM卡内存储数据的安全，在现有的GSM国际标准和规范中，对涉及SIM卡的数据读写进行了诸多的限制。因此，目前手机与SIM卡的通信方法不是很灵活，手机无法向SIM卡发送自定义的命令。这就限制了一些相关的应用，例如，手机应用程序无法将一段非文本数据传入SIM卡，让SIM卡将其加密后发送到后台。

在GSM11.11和GSM11.14中，规定了手机通过其内置的GSM模块与SIM卡通信的基本命令。GSM模块支持常用的命令，如读写SIM卡中的电话本记录，读写短消息记录等。其中，GSM11.11规定了非主动式命令。这种通信的特点是手机总是作为主动方发送命令，如手机发出读命令，SIM卡接收到命令后返回手机所需要的信息；或者手机发出写命令，SIM卡将数据写入到相应存储空间。如果命令执行成功，SIM卡返回0x9000。这类命令通常是手机操作系统给GSM模块发送指令，由GSM模块将指令转换为APDU并发送给SIM卡。GSM11.14规定了主动式命令。这种通信的特点则是SIM卡也可以作为主动方，向手机发送命令，例如在手机上显示一个菜单，或者弹出一个对话框要求用户输入一些信息，或者显示一个字符串等。这样就可以支持SIM卡中开发应用程序。其工作方式为：手机向SIM卡发出一个命令，如SETUP MENU命令，SIM卡收到命令并执行完毕后，如果需要发送主动式命令，返回的不是0x9000，而是0x91XX，其中XX代表主动式命令的长度，此时手机发出一个FETCH命令，将SIM卡的主动式命令读出，解析并执行此命令，如果有用户输入，则手机发送一个ENVELOPE命令，将用户输入信息传递给SIM卡，SIM卡处理完毕后，如果还有主动式命令，返回0x91XX，手机再次用FETCH命令将主动式命令读出，依此类推，直到SIM卡返回0x9000为止。这类应用程序通常称为STK应用程序。

另外，STK应用程序也是实现手机与SIM通信的常用方式。它写在SIM卡中，通过数据短消息和主动式命令SEND SS实现与后台的通信。

当后台需要下发数据到SIM卡时，后台会将该数据通过数据短消息的形式发送到手机，手机收到该短消息后，不会做任何处理，而是用ENVELOPE命令把将其传递给SIM卡。当SIM卡需要发送数据到后台时，SIM卡发送一个SEND SS主动式命令给手机，手机就会直接发送该短信到后台。在后台和SIM卡通信的过程中，手机只是作为一个数据传输的通道。

STK应用程序与用户的交互是通过与手机间的主动式命令来实现的，如菜单、文本显示以及用户输入等。因此，这种STK方式的应用程序有诸多局限性。例如：

1.SIM卡与后台之间的数据传输是通过短消息，而短消息的传输并不是完全可靠的，可能会出现丢包的现象；

2.由于主动式命令的限制，只有文本信息能在手机上显示，而图像等数据无法显示；

3.只有文本信息能传输给SIM卡进行加密，而且这种文本信息必须是用户手工输入的；

4.应用程序的用户界面单调，只能显示一维菜单，或者文本，或者要求用户输入文本的对话框等。

另一方面，智能手机已经越来越普及，基于智能手机的应用程序也层出不穷。如果能在保证SIM自身数据安全的前提下与SIM卡实现灵活通信，手机应用程序的功能将会更加强大。但是，现有的手机与SIM卡之间的信息交互方式非常有限，限制了相关手机应用程序的开发，从而对智能手机的进一步普及造成了障碍。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种便于实现手机SIM卡与安装该卡的手机之间信息直接交互的方法。该方法可以实现手机SIM卡与手机之间灵活多样的信息交互，从而为智能手机的开发提供便利条件。

本发明的第二个目的是提供一种新型的手机SIM卡。该SIM卡通过内部结构的改造，可以有效支持上述的信息直接交互方法。

本发明的第三个目的是提供一种使用上述信息直接交互方法的移动通信终端设备。该移动通信终端设备包括但不限于手机、具有移动通信功能的PDA等。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种移动通信用户身份识别卡，包括微处理器、主要文件模块、EF_ICC模块、DF_GSM模块、DF_Telecom模块，其特征在于：

所述移动通信用户身份识别卡中还具有自定义命令解析和执行模块，所述自定义命令解析和执行模块解析接收到的数据，调用卡内相应函数完成相应处理，所述自定义命令解析和执行模块直接与所述主要文件模块相连接；

其中，所述自定义命令解析和执行模块解析接收到的数据为短信息文本，所述短信息文本中填入了移动通信终端的应用程序自定义的信息；所述短信息的发送者号码域为预定数据；

所述自定义命令解析和执行模块还用于将处理后需要反馈的信息写入到短消息存储文件预定记录的文本内容域；所述短消息记录能够被移动通信终端利用读取预定短信息记录的命令读出，从而将信息反馈给所述移动通信终端的应用程序。

其中较优地，所述移动通信用户身份识别卡为SIM卡、UIM卡、PIM卡或USIM卡中的任一种。

一种实现移动通信用户身份识别卡与移动通信终端之间信息直接交互的方法，利用上述的移动通信用户身份识别卡实现，其特征在于：

所述移动通信终端的应用程序将需要进行交互的自定义信息填入短信息文本中，传送给所述移动通信用户身份识别卡；其中，所述短信息的发送者号码域为预定数据；

所述移动通信用户身份识别卡通过所述自定义命令解析和执行模块解析所述短信息文本，获取需要进行交互的自定义信息；

所述移动通信用户身份识别卡在执行完所述交互信息规定的交互任务之后，利用移动通信终端读取预定短信息记录的命令将信息反馈给所述移动通信终端的应用程序。

所述移动通信用户身份识别卡首先读取所述短信息的发送者号码域，当发送者号码为预定数据时，将其文本域送给自定义命令解析和执行模块，该自定义命令解析和执行模块执行所述短信息文本中需要进行交互的信息。

所述移动通信用户身份识别卡将需要反馈的信息写入到短信息存储文件中预定记录的文本内容域中；

所述读取短信息的命令为所述移动通信终端读取预定短信息记录的命令。

另外，所述移动通信用户身份识别卡对获取的数据进行处理后反馈给所述移动通信终端，所述对数据进行的处理包括但不限于：加密、解密、数字签名和数字签名的验证。

一种移动通信终端，其特征在于：

所述移动通信终端包括上述的移动通信用户身份识别卡。

本发明在不需要更改任何已有手机的硬件结构的前提下，实现了手机应用程序与SIM卡之间可支持自定义命令的通信。

与基于STK的应用相比较，本发明具有如下几个主要优点：

1.可以支持GPRS而不是短消息与后台通信，由手机应用程序建立GPRS连接，将数据从后台下载并传递给SIM卡，或者将数据从SIM卡读出并发送到后台，从而保证了传输通道的可靠性；

2.应用程序除了可以在手机上显示文本，还可以显示其他信息，如图像等；

3.可以将任何信息传输给SIM卡进行处理；

4.可以支持丰富的用户界面。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1为本发明所提供的支持信息直接交互方法的新型SIM卡的内部逻辑结构示意图。

图2显示了手机以“ENVELOPE+FECTH”的方式与SIM卡进行信息交互时的结构图。

图3为图2所述的信息交互过程中，SIM卡执行加密操作的基本流程。

图4和图5显示了手机以“ENVELOPE命令发出+短消息读回”的方式与SIM卡进行信息交互的结构图和基本流程。

图6显示了手机以“短消息写入+短消息读回”的方式与SIM卡进行信息交互的基本流程。

具体实施方式

图1所示的是本发明所提供的支持信息直接交互方法的新型SIM卡的逻辑结构示意图。该新型SIM卡在一般SIM卡所共有的微处理器、MF(主要文件)模块、EF_ICC模块、DF_GSM模块、DF_Telecom模块的基础上，还新增加了一个自定义命令解析和执行模块。该模块用于解析所接收到的数据，根据数据的内容，决定应当执行何种操作，从而调用SIM卡内相应过程(函数)来完成所需要的处理，并将处理结果(如果有的话)返回给手机。MF模块直接与自定义命令解析和执行模块相连接，以实现SIM卡对信息直接交互方法的支持。

上述的MF模块、EF_ICC模块、DF_GSM模块、DF_Telecom模块等都是用于支持电信业务的标准通信功能模块。它们的组成和连接关系作为通信领域一般技术人员所熟知的常规技术，在此就不详细说明了。

本发明所提供的信息直接交互方法有三种具体实现方式。第一种是直接利用GSM11.14中规定的ENVELOPE命令来实现的。

在GSM11.14规范中，规定了ENVELOPE命令，其触发方式包括手机收到数据短消息后将其传入SIM卡、用户选择STK菜单、各种事件下载等。手机应用程序可以利用将数据短消息传入SIM卡的方式来实现手机应用程序和SIM卡的通信。按照GSM11.14对于短消息数据下载的规定，其ENVELOPE命令格式如下：

数据短消息下载标识

后面数据长度

设备标识

地址

短消息TPDU

其中短消息TPDU包含了该短消息的其他控制信息和用户数据，GSM03.40规定了其格式如下：

短消息TPDU控制信息

用户数据

因此，可以将ENVELOPE命令视为如下格式：

ENVELOPE命令控制信息

用户数据

这样，手机应用程序只要将适当的控制信息填入ENVELOPE命令体，而该命令体的数据部分为需要传送的命令，就可将该命令发送给SIM卡。

用户数据部分的格式如下：

CLA

INS

P1

P2

数据主体

其中，CLA，INS，P1，P2为标首，其内容如下：

CLA：命令类别；

INS：指令；

P1，P2：指令参数。

对于基本行业间命令，其格式可以与ISO7816相同，同时还可以扩展自定义命令。如加密命令等。

图2显示了手机利用ENVELOPE命令与SIM卡进行信息交互的基本流程。这一流程可以简单表示为“ENVELOPE+FETCH”，即在手机端，应用程序通过调用SIM卡管理层提供的接口函数，发出ENVELOPE命令。该命令包含标首和数据。数据部分包含了一个数据头和数据实体。数据头描述了该短信的发送者等信息，可以根据GSM11.14所规定的格式构建。数据实体则是一个自定义命令，包含了一个命令的标首及其数据。SIM卡管理层集成了SIM的接口函数，并通过驱动程序将其传送到GSM模块，GSM模块将ENVELOPE命令转换成APDU指令，通过7816端口发送给SIM卡。

SIM卡收到该ENVELOPE命令后，把其中的数据实体提取出来，送给自定义命令解析和执行模块，该模块解析并执行命令后，如果需要返回数据，则返回状态字0x91XX，其中XX为返回数据的长度，手机通过FETCH命令将返回数据取回。

在现有的GSM11.14中，描述的ENVELOPE命令的触发方式为数据短消息到达、选择菜单、事件下载等，而在本发明所提供的方法中，ENVELOPE命令是由手机应用程序直接触发的。

在上述的信息交互过程中，可以对数据进行加密，当然也可以进行其他处理，如解密、数字签名及其验证等。如图3所示，手机应用程序将数据传给SIM卡，SIM卡将数据加密后返回给手机。具体来说，手机应用程序将标识加密的标首和明文数据放在ENVELOPE命令的用户数据域，然后通过ENVELOPE命令传递给SIM卡，SIM卡将明文加密，返回状态字0x91XX，此时手机发出FETCH命令将密文取回，SIM卡送出密文数据后返回状态字0x9000，通信结束。此时手机应用程序已获得密文。

本发明所述方法的另外一种实现形式可以简单写为“ENVELOPE命令发出+短消息读回”。

参见图4和图5所示，手机应用程序首先将F106F3C文件的第X条记录(即第X条短信息)读取出来并备份，然后通过7816端口向SIM卡发送ENVELOPE命令，SIM卡收到该命令后解析并执行相应操作，如果需要数据返回，则将该数据写入到7F106F3C文件的第X条记录的文本内容域中，手机应用程序发出一条读短信记录的命令，将F106F3C文件的第X条记录读取出来，然后将该记录中的文本内容域的数据提取出来即为SIM卡执行命令后的返回数据，如果手机应用程序还有后续命令，则继续给SIM卡发送ENVELOPE命令，直到没有命令需要执行为止，最后手机应用程序将所保存的第X条记录写回到F106F3C文件，通信结束。如果F106F3C文件的第X条记录为空，则以上流程中的记录备份和恢复过程可以略去。

如果手机应用程序有后续命令需要发送，则继续向SIM卡发送写入F106F3C文件的命令，否则将备份的短消息记录写回到F106F3C文件的第X条记录中。在每一次SIM卡反馈信息的过程结束之后，SIM卡会进一步返回状态字0x9000，表示此次通信结束。

本发明的第三种具体实施方式是利用读写SIM卡内电话本或短信息或其他EF文件的接口函数来实现手机与SIM卡的通信。这种实现形式的一种典型情况是“短消息写入+短消息读回”。

参见图6所示，手机将需要发送的命令，例如更新短信文件记录的APDU指令填入文本短信中的文本。短信发送者的号码可以事先约定，例如全为0，然后将这条短信以普通文本短信的方式写入到SIM卡。当SIM卡接收到此指令后，判断其发送者的号码，如果不是所约定的号码，则认为是一条普通短信，将其写入7F106F3C文件的相应记录中，否则认为是一条包含信息交互内容的短信。在这种情况下，将文本域中的内容作为一个命令来执行。如果有数据需要返回，则将该数据写入到短消息的文本内容域，再将这个短消息写入7F106F3C文件的一条约定的记录中，手机应用程序发出一条读取短消息的命令将7F106F3C文件中的约定的记录读出，提取其文本内容域，即为返回的数据。如果没有需要进一步写入的信息，则SIM卡返回状态字0x9000，通信结束。

在上述的信息交互过程中，首先需要解决的问题是让SIM卡能够判断短信是普通短信还是包含信息交互内容的短信，为此，需要约定一个标识，比如将短消息的发送者号码域置为某个特定的数。这样，手机应用程序构造一条短消息，将所需要发送的命令填入该短消息的文本内容域，发送者号码域置为事先约定的数，然后用写入短消息的命令将该短消息写入到SIM卡。

其次，在返回信息时，需要事先约定如何利用7F106F3C文件。在本实施方式中，将7F106F3C文件中的一条记录的存储空间作为缓存，该记录包含了一条短消息的发送者号码，文本内容等域，令该记录的序号为X。在读出返回信息时，手机应用程序将SIM卡内F106F3C文件的第X条记录读出并备份。

上述利用短信息读写实现的手机与SIM卡通信的方法的本质是将短信息按照特定的格式进行封装，以包含能够被SIM识别和读取的命令信息，因此很容易按照类似的方法，利用SIM卡中电话本记录文件或其他记录文件来实现手机应用程序与SIM卡之间的通信。

手机在安装了上面提到的能够支持信息直接交互方法的新型SIM卡之后，不需要改变其它的任何结构就可以轻易地实现手机和SIM之间灵活多样的信息交互。这种信息交互功能对实现手机的智能化将十分有用。

需要特别加以说明的是，本发明中所提到的手机是使用用户身份识别卡的移动通信终端的简称，包括但不限于通常所说的移动电话，还可以包括具有移动通信功能的PDA等通信设备。另外，SIM卡也可以由UIM卡、PIM卡或USIM卡来替代，有关的技术原理是完全相同或者相通的，本领域一般技术人员能够轻易地实现相互替代的操作。

以上对本发明所述的移动通信用户身份识别卡信息直接交互方法及其支持设备进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims

1.一种移动通信用户身份识别卡，包括微处理器、主要文件模块、EF_ICC模块、DF_GSM模块、DF_Telecom模块，其特征在于：

2.如权利要求1所述的移动通信用户身份识别卡，其特征在于：

所述移动通信用户身份识别卡为SIM卡、UIM卡、PIM卡或USIM卡中的任一种。

3.一种实现移动通信用户身份识别卡与移动通信终端之间信息直接交互的方法，利用如权利要求1所述的移动通信用户身份识别卡实现，其特征在于：

4.如权利要求3所述的实现移动通信用户身份识别卡与移动通信终端之间信息直接交互的方法，其特征在于：

5.如权利要求4所述的实现移动通信用户身份识别卡与移动通信终端之间信息直接交互的方法，其特征在于：

6.如权利要求3至5中任意一项所述的实现移动通信用户身份识别卡与移动通信终端之间信息直接交互的方法，其特征在于：

所述移动通信用户身份识别卡对获取的数据进行处理后反馈给所述移动通信终端，所述对数据进行的处理包括但不限于：加密、解密、数字签名及其验证。

7.一种移动通信终端，其特征在于：

所述移动通信终端包括如权利要求1所述的移动通信用户身份识别卡。