V2EX 11月06日 16:03
eSIM技术发展与国内应用现状探讨
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本文基于一次关于eSIM技术的研讨会内容,深入剖析了eSIM(eUICC)芯片、虚拟SIM卡(Profile)、运营商服务器(SM-DP+)以及相关标准化组织(GSMA)等关键要素。文章指出,国内通信院在eSIM政策方面提供了清晰指引,运营商需遵循规范。电信运营商强调了国内eSIM的技术限制,即外国用户在国内使用存在障碍,并期望国内根证书能推广至全球。中国移动则在国际标准基础上进行了大量国产化替代,包括对eUICC芯片内置加密算法和Java虚拟机的改进,并已完成技术验证。中国联通的表现相对保守,主要聚焦于业务宣传和市场营销。文章还详细阐述了eSIM的运作机制,包括LPA软件的作用、GSMA的根CA(CI)体系以及端到端加密通信的实现方式。特别提到,国内三大运营商纷纷建立了自己的根CA,并且互相交叉签发证书以增强互信,而中国联通在此方面动作迅速。最后,文章对比了国内外的eSIM市场格局,指出国际上手机与运营商的绑定关系依然紧密,而国内则呈现卡商与运营商绑定、运营商通过自建根CA进行管理的模式。

📱 **eSIM技术核心组件与运作机制**:eSIM芯片(eUICC)是核心硬件,运营商通过SM-DP+服务器管理虚拟SIM卡(Profile)。LPA软件负责用户与eUICC的交互,GSMA则作为国际标准制定者和根证书(CI)签发机构。整个过程通过类似于TLS的双向证书验证实现端到端加密通信,确保安全性。

🇨🇳 **国内eSIM发展与政策导向**:国内通信院已明确eSIM相关政策,要求运营商规范操作。电信运营商指出了国际用户在国内使用eSIM的技术限制,并希望推动国内根证书的全球化。中国移动积极进行国产化替代,在国际标准基础上研发并验证了相关技术方案,展现了自主创新能力。

💡 **运营商在eSIM生态中的角色演变**:与国际上手机与运营商强绑定的模式不同,国内eSIM生态呈现出运营商主导的特点。三大运营商纷纷建立独立的根CA(CI),并互相交叉签发证书,以管理卡商和eUICC芯片,确保了国内eSIM生态的独立性和安全性。中国联通在对接国际标准方面行动迅速。

🌐 **国际与国内eSIM市场格局对比**:国际市场上,eSIM使得卡商与运营商在一定程度上解绑,通过GSMA协调。而国内则延续了物理SIM卡时代的做法,运营商依然与卡商紧密绑定,并利用自建根CA来强化对整个生态的管理和控制。

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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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