电信智能卡技术与应用
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前言

近年来,通信技术的发展给人们的生活带来了巨大的变化,通信行业伴随着安全技术的发展而发展,通信的安全一直是备受关注的问题。智能卡在诞生之初服务于金融行业,但由于通信技术的发展解决了智能卡与远端计算机的通信问题,促使智能卡应用于通信领域,并在通信领域解决安全问题方面获得了巨大的发展。

如今,智能卡被全世界绝大多数移动通信系统所采用,是移动通信系统中不可缺少的部分。起初用来标识用户,后来很多业务以及安全机制都在智能卡中实现。第一代移动通信没有采用智能卡,号码复制和盗打的现象很严重。第二代移动通信系统GSM首先采用了SIM卡来作为用户的唯一标识,方便了用户更换手机终端,在使用之初大大减少了用户号码被复制和盗打的现象发生;CDMA系统在我国商用之初没有采用智能卡,后来由中国联通主导,完成了机、卡分离,这个方法被后来商用CDMA网络的其他国家所采用。第三代移动通信的三个主要标准WCDMA,cdma2000和TD-SCDMA都使用了智能卡作为用户的唯一标识,完成用户的认证鉴权。除了在移动通信系统中标识用户之外,智能卡被用于储存用户的信息,如短信和电话号码,甚至为很多业务提供支持,并实现一部分安全机制。

智能卡技术在通信行业的发展过程中,也经历了长足的发展。首先,智能卡硬件技术随着微电子技术及半导体技术的发展,其计算处理能力、存储能力和接口通信速率都得到了提高,成本也越来越低;其次,智能卡中使用了很多新技术,增强了智能卡的“软”能力,丰富了智能卡的应用,如Java技术应用于智能卡,诞生了Java Card技术,被目前大部分的电信智能卡所采用;智能卡We b服务器技术的应用,在智能卡中实现了We b服务器,通过手机中的浏览器访问,丰富了智能卡的业务菜单展现形式。

智能卡伴随着网络的演进而在网络安全中扮演着重要的角色。目前,有很多标准化组织都参与了智能卡的标准化工作,从ISO到3GPP,3GPP2和OMA,以及我国的CCSA(中国通信标准协会)都在进行与智能卡相关的研究和标准化工作,很多企业和大学等研究机构也致力于智能卡的研究与开发。

本书第1章介绍了智能卡的发展和标准化状况,并详细介绍了与智能卡相关的各个标准的内容;第2章介绍了智能卡的架构与关键技术;第3章介绍了电信智能卡与网络安全,包括SIM与GSM网络安全以及USIM卡与UMTS网络安全;第4章介绍了智能卡对通信业务安全的支持;第5章介绍了智能卡应用工具箱,第6章介绍了智能卡新技术;第7章给出了几个智能卡应用的实例。

本书可作为智能卡生产商、电信运营商及相关专业人员的工具书,也可作为高等院校相关专业师生的教材或教学参考书。

在本书编写的过程中,得到了中国联通技术部和博士后工作站以及北京邮电大学的大力支持。首先感谢工作站对博士后科研工作的指导和关心,感谢技术部的刘晓甲、顾旻霞、裴小燕、王明会、彭久生、黄文利、周晓霞、路康和徐克航。感谢北京邮电大学宋俊德教授、宋梅教授、张平教授和温向明副校长的指导。本书是中国联通博士后工作站群体工作的结晶,感谢严斌峰、刘申建师兄,金明晔、王兵和李香平师姐的大力支持,感谢一起从事博士后研究工作的李永、肖征荣、吴树兴、王宏鼎、林敏、李建州、邢建兵、梁艳、陈博和刘露。本书在编写当中得到了通信业设备供应商和卡商的支持,感谢高通公司的杜志敏、张建光、滕立中和姜波,大唐微电子的穆肇骊、王建、张靖和刘维,雅斯拓公司的魏晖,诺基亚公司的王劲松,他们为本书的撰写提供了宝贵的资料。感谢我的父母和家人,特别是我的妻子郝懿对我科研工作的大力支持。感谢我的好友韩冰、黄振旺、陈锦荣、姜会春、张勇、刘博、李军、王志辉、房雅丁、赵惟、赵鸣、张孟、王大润、钱雨、何长龙、张兴、孙卓、彭晓川、金幼民、江峰,马艳锋、陈淳鑫、何玄和武文。感谢电子工业出版社宋梅对本书出版工作的支持。

本书主要由张智江、郭达、黄东巍和张云勇编写,乔自知、廖军、张尼和黄韬也参加了本书的编写与校对工作。

本书得到了中国联通与大唐微电子共同承担的2009 年国家科技重大专项“新型移动用户识别卡应用及关键技术开放式研究”(编号2009ZX03004-007)的支持。

由于智能卡还处于不断的发展和完善过程中,加上作者水平有限,书中不可避免存在错误和不足,恳请读者批评和指正。

郭达

2010年6月于北京

bjguoda@gmail.com