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eSIM技术发展与国内应用现状分析
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本文基于TAF协会、通信院及三大运营商、芯片电子厂的分享,深入探讨了eSIM(eUICC)技术在通信领域的进展。通信院的分享提供了关于eSIM政策的明确解读,强调运营商需遵循规范。三大运营商分别介绍了各自在eSIM方面的要求、技术限制(如国际用户在国内使用eSIM的兼容性问题)以及推广国内根证书的愿景。中国移动在国际标准基础上进行了大量国产化替代方案的研发和技术验证,包括eUICC卡内置加密算法和Java虚拟机的国产化。中国联通则更侧重于业务宣传和营销。文章还详细阐述了eSIM的技术构成,包括eUICC芯片、eID、EUM卡商、SM-DP+服务器、LPA软件以及GSMA组织及其CI(证书颁发机构)的角色。特别指出,国内运营商正积极构建独立的根CA体系,以管理eUICC芯片和EUM证书,实现端到端加密通信,并促进国内eSIM生态的自主发展,这与国际上GSMA协调卡商与运营商的模式有所不同。

📱 eSIM技术核心组件解析:eSIM芯片(eUICC)是关键硬件,其序列号为eID。负责生产eUICC芯片的制造商被称为EUM卡商。虚拟SIM卡被称为profile,而运营商用于分发profile的服务器称为SM-DP+。操作eUICC需要LPA软件,其形态多样,在智能手机上通常集成在系统设置中,也可通过第三方软件配合外置读卡器使用。

🔒 GSMA在eSIM生态中的关键作用:GSMA作为国际标准组织,不仅制定标准,还建立了根CA(CI)体系,类似于HTTPS/TLS的PKI体系。每张eUICC内置的ECDSA密钥公钥均由EUM卡商签发证书,而EUM证书则由GSMA CI签发。SM-DP+服务器的HTTPS证书也由GSMA CI或常规CA签发,确保了通信的安全性和可信度。

🇨🇳 国内eSIM生态的自主化发展:中国三大运营商正积极构建独立的根CA体系,并迅速跟进国际标准。例如,中国联通的根CA在GSMA CI签发后不久便已建立。国内运营商通过自建根CA来管理卡商,并实现eUICC芯片和EUM证书的签发,与国际上GSMA协调的模式形成差异。这种模式有助于国内eSIM生态的自主可控发展。

💡 eSIM技术标准与国内实施的差异:文章指出,国际上运营商通过eSIM时代与卡商解绑,统一通过GSMA协调;而国内则沿袭了物理SIM卡时代的做法,卡商与运营商仍紧密绑定,运营商通过自建根CA进行管理。此外,国际用户在国内使用eSIM存在兼容性问题,运营商希望推广国内根证书到全球范围,而中国移动在国际标准基础上进行了大量国产化替代方案的研发和技术验证,体现了国内在eSIM技术自主化方面的努力。

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粗略看了看 taf 协会、通信院、三大运营商、芯片电子厂 几家做的幻灯片

通信院的干货比较多,esim 的政策说的很明确了,运营商都要按规范来。

电信说了说自家 esim 相关的要求,也说了目前 esim 标准的技术限制——老外来国内用不了,希望推广国内根证书到全球范围。

移动就实干多了,在国际标准上做了很多国产化替代方案,比如 euicc 卡内置的加密算法和 java 虚拟机的国产化替代方案,甚至已经做了技术验证。

联通分两个人讲的,最不在状态,主打一个国际标准干啥我干啥,重点多半都在宣传推广自家业务,来搞营销了。

另外两家芯片厂没怎么看。


顺便写一下最近学习 esim 的笔记

esim 芯片学名叫 eUICC ,芯片序列号叫做 eID
生产 eUICC 芯片的芯片制造商,也就是卡商,学名叫 EUM
虚拟化的 sim 卡叫做 profile
运营商用来发 profile 的服务器叫做 SM-DP+
搞国际标准的组织叫做 GSMA

eUICC 没有操作界面,芯片本身能力也有限,所以需要 LPA 软件来操作。LPA 软件形态多变,在原生支持 esim 的手机上,LPA 就是手机自带的系统设置。使用外置读卡器的话就可以用第三方的软件来操作,例如经典软件 easylpac 。

GSMA 除了搞了标准,还自建了一个根 CA ,和 https/tls 的证书体系(学名叫 PKI )类似,但为了和 PKI 体系区别,所以不叫 CA ,管自己叫 CI 。

每张 eUICC 都内置了 ecdsa 的密钥,公钥被 EUM 卡商签发证书。
EUM 的证书由 GSMA CI 签发
LPA 连接 SM-DP+ 时,SM-DP+ 服务器的 https 证书是由 GSMA CI 或者 PKI CA (即常规 tls 证书机构)签发的

SM-DP+ 和 eUICC 之间则有额外单独的加密通信,类似 PKI 体系下的双向 tls 证书验证,对 LPA 不可见。

最终的效果就是运营商的 SM-DP+ 服务器和 eUICC 芯片直接端到端加密通信。但参与这个机制(学名叫 RSP )的多方证书最终都是由 GSMA 这个机构来签发。

国内就很直接了,三大运营商直接自建自己的根 CA(严谨的说法叫 CI ,但没必要),联通的根 CA 甚至在 GSMA CI 签发后几天就签发了,可以说联通跟进国际标准动作非常迅速了。这点电信做的比较不好,电信没有自建的 CA 机构,直接让第三方 CA 来做了。

eUICC 芯片的证书和卡商 EUM 的证书也是三大运营商签发的了。我手里这张 st33 不光内置了三大运营商和 GSMA 的 4 个根证书,用来信任 SM-DP+。
并且还分别生成了 4 套密钥对,分别交给 4 个 EUM 证书来签发。这 4 个 EUM 证书分别由三大根 CA 和 GMSA 根签发。这四个密钥可以理解为和 SM-DP+ 通信时的客户端证书。

另外,据说三大运营商的 SM-DP+ 服务器,都有用其他两家运营商根签发的证书,互相交叉签发,用来信任其他两家运营商签发的 eUICC 。

心得:
国内的合约机时代早已结束,手机和运营商不再绑定。国际上运营商还很强势,合约机大行其道,手机厂和运营商强绑定。
国际上卡商和运营商通过 esim 时代解绑了,统一通过 GSMA 机构来协调。国内反而沿袭了物理 sim 卡时代的做法,卡商依然和运营商绑定,运营商通过自建根 CA 来管理卡商。

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