CN106851618A - 一种实现动态虚拟usim卡的智能终端及方法 - Google Patents

一种实现动态虚拟usim卡的智能终端及方法 Download PDF

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Abstract

一种实现动态虚拟USIM卡的智能终端及方法，包括，AP侧处理单元、ISO7816接口模块、BP侧处理单元，以及鉴权通道模块，其中，所述AP侧处理单元，其构建动态虚拟USIM卡，并通过所述鉴权通道模块与远程服务器进行信息交换；所述BP侧处理单元生成APDU指令数据，并通过ISO7816接口模块对所述虚拟USIM卡进行读写操作；所述ISO7816接口模块分别连接所述AP侧处理单元和所述BP侧处理单元，响应所述BP侧处理单元发起的启动初始化过程，对所述虚拟USIM卡进行初始化；所述鉴权通道模块连接运营商网络连接，为智能终端与远程服务器的信息交换建立数据传输通道。本发明的智能终端及方法，不需要运营商授权提供鉴权密钥K值，不依赖具体modem实现框架，在智能终端上即可实现动态虚拟USIM卡。

Description

一种实现动态虚拟USIM卡的智能终端及方法
技术领域
本发明涉及虚拟USIM卡技术领域，特别是涉及一种实现动态虚拟USIM卡的智能终端及方法。
背景技术
虚拟USIM卡技术，在为用户节省漫游资费，提供专有和定制化套餐服务等方面发挥着重要作用。比如soft SIM实现方案，软USIM卡使用前，要先写入鉴权密钥K值和IMSI，ICCID，DIR，ACC等USIM必备文件信息。这需要网络运营商授权卡的鉴权密钥K值信息，且具体实现依赖于不同方案的modem平台的实现框架。受如上所述的不同运营商资源授权的限制和modem平台门槛，短时间内大范围推广使用的难度很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现动态虚拟USIM卡的智能终端及方法，基于ISO7816协议的SIM—ME接口，不需要各地运营商授权提供鉴权密钥K值，即可动态虚拟USIM卡。
为实现上述目的，本发明提供的实现动态虚拟USIM卡的智能终端，包括AP侧处理单元、ISO7816接口模块、BP侧处理单元，以及鉴权通道模块，其中，
所述AP侧处理单元，其构建动态虚拟USIM卡，并通过所述鉴权通道模块与远程服务器进行信息交换；
所述BP侧处理单元，其生成APDU指令数据，并通过ISO7816接口模块对所述虚拟USIM卡进行读写操作；
所述ISO7816接口模块，其分别连接所述AP侧处理单元和所述BP侧处理单元，响应所述BP侧处理单元发起的启动初始化过程，对所述虚拟USIM卡进行初始化；
所述鉴权通道模块，其连接运营商网络连接，为智能终端与远程服务器的信息交换建立数据传输通道。
进一步地，所述AP侧处理单元，进一步包括，连接所述鉴权通道模块的USB接口，以及连接所述ISO7816接口模块的第一SPI通信模块。
进一步地，所述ISO7816接口模块，进一步包括，连接所述AP侧处理单元的第二SPI通信模块，以及连接所述BP侧处理单元的ISO7816接口。
更进一步地，所述BP侧处理单元，进一步包括，MODEM模块，以及连接所述ISO7816接口模块的SIM卡接口。
为实现上述目的，本发明提供的实现动态虚拟USIM卡的方法，包括以下步骤：
（1）获取位置区信息，申请虚拟USIM卡；
（2）下载固定文件信息并保存；
（3）对虚拟USIM卡进行初始化；
（4）对APDU指令数据进行拆分、解析；
（5）生成APDU指令回复信息，并发送给modem。
进一步地，所述步骤（1）是将鉴权通道模块获取的MCC、MNC和LAC信息作为申请虚卡消息发送给服务器。
进一步地，所述步骤（2）进一步包括，虚拟USIM卡接收服务器返回的申请虚卡成功消息；从所述服务器中下载申请虚拟USIM卡对应的IMSI、ICCID和DIR固定文件信息；将所述固定文件信息保存在本地数据库中。
进一步地，所述步骤（3）进一步包括以下步骤：虚拟USIM卡触发USIM卡热插拔事件；将USIM卡热插拔事件发送给BP侧处理单元的MODEM模块；所述MODEM模块启动初始化过程；ISO7816接口向所述MODEM 模块发送ATR响应以及进行PPS协商，完成USIM卡初始化过程。
进一步地，所述步骤（4）进一步包括以下步骤：虚拟USIM卡模块通过ISO7816接口模块接收MODEM 模块发送的APDU指令数据；所述虚拟USIM卡对APDU指令进行拆分、解析；从本地数据库中读取对应的回复字段或从服务器接收返回值；通过第一SPI通信模块将回复字段或返回值返回给ISO7816接口模块。
更进一步地，所述步骤（1）进一步包括以下步骤：ISO7816接口模块将回复字段或返回值组织成APDU指令的回复信息；通过ISO7816接口写回给BP侧处理单元的MODEM 模块。
本发明的实现动态虚拟USIM卡的智能终端及方法，与现有技术相比，具有如下技术效果：
不需要各地运营商授权提供鉴权密钥K值，降低运营推广难度；通过“7816接口模块”连通modem的SIM卡接口和AP端，可以适配不同的modem平台，从而不依赖具体modem实现框架。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为根据本发明的动态虚拟USIM卡的智能终端原理框图；
图2为根据本发明的动态虚拟USIM卡的方法流程图；
图3为根据本发明的回复APDU指令工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为根据本发明的动态虚拟USIM卡的智能终端原理框图，如图1所示，本发明的动态虚拟USIM卡的智能终端，包括：AP侧处理单元100、ISO7816接口模块200、BP侧处理单元300，以及鉴权通道模块400，其中，
AP侧处理单元100，为智能终端的主处理器模块，其进一步包括，虚拟USIM卡模块101、第一SPI通信模块102，以及USB接口103；
BP侧处理单元300，为智能终端的基带处理器，其进一步包括，MODEM 模块301和SIM卡接口302；
ISO7816接口模块200，其包括第二SPI通信模块201和ISO7816接口202，分别连接AP侧处理单元100和BP侧处理单元300。
鉴权通道模块400（3G MODEM+SIM卡），其连接AP侧处理单元100，用于智能终端注册到当地运营商网络并建立数据连接，鉴权通道模块获取到当前运营商网络信息（MCC，MNC，LAC），并以这些信息向服务器发送申请虚卡消息，接收服务器返回的申请虚卡成功消息并转发给AP侧处理单元100。
【其中：MCC，Mobile Country Code，移动国家代码（中国的为460）；MNC，MobileNetwork Code，移动网络号码（中国移动为00，中国联通为01）；LAC，Location Area Code，位置区域码】
AP侧处理单元100的虚拟USIM卡模块101，接收到服务器返回的申请虚卡成功消息，从服务器数据库下载所申请虚拟USIM卡对应的IMSI，ICCID，DIR，等固定文件信息，并将这些信息存储到本地数据库中。
AP侧处理单元100的虚拟USIM卡模块101触发拔插卡事件，并将插卡事件发送BP侧处理单元300的MODEM 模块301，
BP侧处理单元300的MODEM 模块301启动reset虚拟USIM卡过程，并以此虚拟USIM卡注册当地网络。
第一SPI通信模块103响应MODEM 模块301的reset过程，向MODEM 模块301发送ATR响应以及进行PPS协商，完成USIM卡初始化过程。
ISO7816接口模块200读取MODEM 模块301发来的APDU指令数据，从第二SPI通信模块201转发给AP侧处理单元100的虚拟USIM卡模块101。
AP侧处理单元100的虚拟USIM卡模块101接收并解析此APDU指令，从前述的本地数据库中查询对应字段，如果查询到匹配字段，则从数据库中读取对应的回复字段；如果没有查询到此指令的匹配字段，则判断此APDU指令需要远程传输到服务器，由对应的实体USIM卡计算返回结果，再将回复字段或返回值回传给AP侧处理单元100的虚拟USIM卡模块101。虚拟USIM卡模块101获取到回复字段或返回值后，通过第一SPI通信模块103将回复字段或返回值返回给ISO7816接口模块200。
ISO7816接口模块200将从第二SPI通信模块201接收到的回复字段或返回值组织成APDU指令的回复信息，通过ISO7816接口202写回给BP侧处理单元300的MODEM 模块301，完成虚拟USIM卡的网络注册、附着和数据连接建立过程。
虚拟USIM卡成功注册当地网络后，智能终端用户就可以使用此虚拟USIM卡的数据业务等功能。
图2为根据本发明的动态虚拟USIM卡的方法流程图，下面将参考图2，对本发明的动态虚拟USIM卡的方法进行详细描述。
首先，在步骤201，智能终端获取位置区信息，申请虚拟USIM卡。在本步骤之前，BP侧modem需要根据本系统的远程指令传输特性，延长原ISO7816协议规定的各相关超时定时器的时常【比如WWT等】；
该步骤中，申请虚拟USIM卡，指根据鉴权通道模块400获取的MCC，MNC，LAC等当地网络信息初步判断用户终端当前的位置区信息，并发送带有MCC、MNC和LAC信息的申请虚卡消息给服务器。WWT（Work Waiting Time）是iso7816协议中规定的SIM卡发出的字符同上一个字符之间的最大时间间隔，可以理解为SIM卡响应modem命令的最大延时时间。
在步骤202，AP侧处理单元100构建的虚拟USIM卡模块101，接收到服务器返回的申请虚卡成功消息，从服务器数据库下载所申请虚拟USIM卡对应的IMSI，ICCID，DIR，等固定文件信息，并将这些信息存储到本地数据库中。
在步骤203，虚拟USIM卡101触发USIM卡热插拔事件，并将插卡事件发送BP侧处理单元300的MODEM 模块301；BP侧处理单元300的MODEM 模块301启动reset虚拟USIM卡过程，并以此虚拟USIM卡注册当地网络；ISO7816接口202响应MODEM 模块301的reset过程，向MODEM 模块301发送ATR响应以及进行PPS协商，完成USIM卡初始化过程。
在步骤204，虚拟USIM卡通过ISO7816接口单元200，获取modem侧的读写指令APDU。该步骤中，ISO7816接口模块200读取MODEM 模块301发来的APDU指令数据，从第二SPI通信模块201转发给AP侧处理单元100的虚拟USIM卡模块101。
在步骤205，AP侧处理单元100的虚拟USIM卡模块101接收并解析此APDU指令，从前述的本地数据库中查询对应字段，如果查询到匹配字段，则从数据库中读取对应的回复字段；如果没有查询到此指令的匹配字段，则判断此APDU指令需要远程传输到服务器，由对应的实体USIM卡计算返回结果，再将返回值回传给AP侧处理单元100的虚拟USIM卡模块101。虚拟USIM卡模块101获取到回复字段或返回值后，通过第一SPI通信模块103将回复字段或返回值返回给ISO7816接口模块200。
在步骤206，ISO7816接口模块200将从第二SPI通信模块201接收到的回复字段或返回值组织成APDU指令的回复信息，通过ISO7816接口202写回给BP侧处理单元300的MODEM模块301，完成一次MODEM对虚拟USIM卡的读写操作。
在步骤207，虚拟USIM卡继续监测7816接口的APDU指令，重复步骤305～306步骤，执行后续的读写卡命令，完成虚拟USIM卡的网络注册、附着和数据连接建立过程；虚拟USIM卡成功注册当地网络后，终端用户就可以使用此虚拟USIM卡的数据业务等功能。
图3为根据本发明的回复APDU指令工作流程图，下面将参考图3，对本发明的回复APDU指令工作流程进行详细描述。
首先，在步骤301，虚拟USIM卡模块101对APDU指令进行解析，从本地数据库中读取对应的回复字段或从远端服务器获取返回值。
在步骤302，虚拟USIM卡模块101将获取到的回复字段或返回值，通过第一SPI通信模块103返回给ISO7816接口模块200。
在步骤303，ISO7816接口模块200将从第二SPI通信模块201接收到的回复字段或返回值组织成APDU指令的回复信息。
在步骤304，ISO7816接口模块200将回复信息通过ISO7816接口202写回给BP侧处理单元300的MODEM 模块301。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现动态虚拟USIM卡的智能终端，包括AP侧处理单元、ISO7816接口模块、BP侧处理单元，以及鉴权通道模块，其特征在于，
所述AP侧处理单元，其构建动态虚拟USIM卡，并通过所述鉴权通道模块与远程服务器进行信息交换；
所述BP侧处理单元，其生成APDU指令数据，并通过ISO7816接口模块对所述虚拟USIM卡进行读写操作；
所述ISO7816接口模块，其分别连接所述AP侧处理单元和所述BP侧处理单元，响应所述BP侧处理单元发起的启动初始化过程，对所述虚拟USIM卡进行初始化；
所述鉴权通道模块，其连接运营商网络连接，为智能终端与远程服务器的信息交换建立数据传输通道。
2.根据权利要求1所述的实现动态虚拟USIM卡的智能终端，其特征在于，
所述AP侧处理单元，进一步包括，连接所述鉴权通道模块的USB接口，以及连接所述ISO7816接口模块的第一SPI通信模块。
3.根据权利要求1所述的实现动态虚拟USIM卡的智能终端，其特征在于，
所述ISO7816接口模块，进一步包括，连接所述AP侧处理单元的第二SPI通信模块，以及连接所述BP侧处理单元的ISO7816接口。
4.根据权利要求1所述的实现动态虚拟USIM卡的智能终端，其特征在于，所述BP侧处理单元，进一步包括，MODEM模块，以及连接所述ISO7816接口模块的SIM卡接口。
5.一种实现动态虚拟USIM卡的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）获取位置区信息，申请虚拟USIM卡；
（2）下载固定文件信息并保存；
（3）对虚拟USIM卡进行初始化；
（4）对APDU指令数据进行拆分、解析；
（5）生成APDU指令回复信息，并发送给modem。
6.根据权利要求5所述的实现动态虚拟USIM卡的方法，其特征在于，所述步骤（1）是将鉴权通道模块获取的MCC、MNC和LAC信息作为申请虚卡消息发送给服务器。
7.根据权利要求5所述的实现动态虚拟USIM卡的方法，其特征在于，所述步骤（2）进一步包括，虚拟USIM卡接收服务器返回的申请虚卡成功消息；从所述服务器中下载申请虚拟USIM卡对应的IMSI、ICCID和DIR固定文件信息；将所述固定文件信息保存在本地数据库中。
8.根据权利要求5所述的实现动态虚拟USIM卡的方法，其特征在于，所述步骤（3）进一步包括以下步骤：虚拟USIM卡触发USIM卡热插拔事件；将USIM卡热插拔事件发送给BP侧处理单元的MODEM模块；所述MODEM模块启动初始化过程；ISO7816接口向所述MODEM 模块发送ATR响应以及进行PPS协商，完成USIM卡初始化过程。
9.根据权利要求5所述的实现动态虚拟USIM卡的方法，其特征在于，所述步骤（4）进一步包括以下步骤：虚拟USIM卡模块通过ISO7816接口模块接收MODEM 模块发送的APDU指令数据；所述虚拟USIM卡对APDU指令进行拆分、解析；从本地数据库中读取对应的回复字段或从服务器接收返回值；通过第一SPI通信模块将回复字段或返回值返回给ISO7816接口模块。
10.根据权利要求5所述的实现动态虚拟USIM卡的方法，其特征在于，所述步骤（1）进一步包括以下步骤：ISO7816接口模块将回复字段或返回值组织成APDU指令的回复信息；通过ISO7816接口写回给BP侧处理单元的MODEM 模块。
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