高精度定位系統(tǒng)存挑戰(zhàn)，SIM卡能否破局？

高精度定位系統(tǒng)，其核心在于構(gòu)建地基增強網(wǎng)絡(luò)，通過精準計算差分信息，實現(xiàn)亞米級乃至厘米級、毫米級的更高精度的定位能力。本文旨在基于SIM卡高安全、永久在線、多應(yīng)用功能的特點，探討SIM卡在高精度定位系統(tǒng)中的創(chuàng)新應(yīng)用策略，主要體現(xiàn)在安全的終端身份認證及低成本的服務(wù)接入等方面。未來，隨著SIM卡芯片技術(shù)持續(xù)演進與革新，其與高精度定位系統(tǒng)的融合將步入更深層次，可在算法集成等層面展開探索，打造具備運營商特色的高精度定位SIM卡產(chǎn)品。

1、系統(tǒng)概述及問題分析

衛(wèi)星定位技術(shù)，在為我們指引方向的同時，也面臨著電離層干擾、星歷數(shù)據(jù)偏差等多重挑戰(zhàn)，這些自然因素往往導(dǎo)致定位精度出現(xiàn)較大偏差。為了破解這一難題，高精度定位系統(tǒng)應(yīng)運而生，它致力于實現(xiàn)亞米級乃至厘米級、毫米級的精準定位，為位置服務(wù)帶來前所未有的精確性。

高精度定位系統(tǒng)通常由三部分組成：地基增強基準站、高精度定位平臺以及終端，其中終端中集成高精度定位軟件SDK。高精度系統(tǒng)定位過程可以概述為地基增強基準站首先接收衛(wèi)星系統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)，隨后將這些數(shù)據(jù)傳輸至高精度定位平臺，由平臺計算差分改正數(shù)后，將其播發(fā)給相應(yīng)終端以供其糾正定位結(jié)果，終端接收到差分改正數(shù)后，使用集成的高精度定位SDK，從而校正計算高精度位置結(jié)果。

與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相同，高精度定位平臺在下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)前，會先對終端進行身份認證，確認該終端是否訂購了高精度定位服務(wù)。目前的終端身份信息主要為賬號信息或設(shè)備信息，倘若端側(cè)沒有為身份信息的存儲、傳輸?shù)冗^程提供安全保護機制，該類信息很容易被攻擊者竊取或偽造，導(dǎo)致假冒合法終端與平臺進行連接、敏感數(shù)據(jù)泄露的安全風險。因此，如何有效保護終端的身份信息，防止敏感數(shù)據(jù)泄露，杜絕假終端的安全風險，確保服務(wù)的安全可靠，成為了高精度定位服務(wù)目前面臨的重要挑戰(zhàn)。

此外，終端若要接入高精度定位平臺，需要依托專用SDK，該SDK也存在占用空間較大、集成適配成本較高等問題，特別對于成本敏感型終端，這類終端的性能一般較差，內(nèi)存容量較少，終端廠家也很難具備相應(yīng)技術(shù)能力，種種因素制約了高精度定位在這類終端中的普及應(yīng)用。

2、SIM卡在高精度定位系統(tǒng)中的應(yīng)用探索

SIM卡是軟硬一體的微型安全系統(tǒng)，目前已通過EAL4+及以上安全認證、EMVCo安全認證或銀聯(lián)芯片卡集成電路安全測試，達到金融級安全要求，并支持各類國際、國家商用密碼算法，通過國密二級及以上認證，具有高安全性的技術(shù)特征；SIM卡還支持BIP和數(shù)據(jù)短信安全通道，業(yè)務(wù)平臺與SIM卡可隨時隨地進行安全通信，具備永遠在線特性；此外，SIM卡具備應(yīng)用動態(tài)加載特點，遵照國際公認GP安全標準，可實現(xiàn)SIM卡卡應(yīng)用的動態(tài)下載和安裝，通過更新卡應(yīng)用實現(xiàn)功能迭代升級。

因此，SIM卡的上述特征為解決高精度定位系統(tǒng)的需求提供了創(chuàng)新路徑。

首先，針對終端安全認證的需求，SIM卡作為安全硬件介質(zhì)，可為終端身份信息提供安全保護機制。通過卡內(nèi)獨一無二的安全密鑰，可為每個終端生成無法篡改、難以偽造的SIM身份認證信息，平臺基于該信息完成更加嚴格、可靠的終端身份認證過程。

圖1 SIM實現(xiàn)終端安全身份認證能力

如圖1所示，SIM安全認證SDK集成至高精度定位SDK中，通過與SIM卡的協(xié)同，完成SIM身份認證信息的生成、傳輸。高精度定位平臺使用SIM安全密鑰，對SIM安全認證信息進行完整性與真實性的驗證。新的終端身份認證信息是基于存儲在SIM卡中的密鑰計算得出，攻擊者無法獲取該密鑰，進而無法偽造新的終端身份認證信息，該過程從源頭上可有效防止敏感信息泄露，緩解終端身份偽造風險，從而提升高精度定位業(yè)務(wù)現(xiàn)有認證體系安全級別。

此外，可將高精度定位SDK與高精度定位平臺的服務(wù)對接功能移植至SIM卡中，由卡主導(dǎo)完成差分改正數(shù)據(jù)的安全傳輸、存儲等過程。物聯(lián)網(wǎng)終端僅需集成輕量級的SDK，即可使用高精度定位服務(wù)。SIM卡的即插即用特性極大簡化了終端的改造與適配流程，顯著降低了低成本終端接入高精度定位服務(wù)的門檻。

3、未來展望

SIM卡芯片能力將持續(xù)升級演進。在“國產(chǎn)化”浪潮的推動下，SIM卡的操作系統(tǒng)也將迎來重大革新；其自身性能和存儲空間將迎來前所未有的提升，成為集高性能計算與海量存儲于一身的微型智能設(shè)備；對外接口能力也將深度優(yōu)化，能夠更加順暢地與其他智能設(shè)備、應(yīng)用平臺互聯(lián)互通，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸與共享。

展望未來，SIM卡除可提供安全認證機制外，還可為業(yè)務(wù)敏感數(shù)據(jù)提供全方位的安全保障，包括安全存儲、加密傳輸?shù)冉鉀Q方案。同時，隨著SIM卡芯片能力的拓展，有望承載更多高精度定位系統(tǒng)的復(fù)雜能力。其中，將高精度定位算法移植到 SIM卡內(nèi)便是一個發(fā)展方向。通過這種方式，終端無需額外集成解算算法，僅一張SIM卡即可完成高精度定位業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲、傳輸、計算，進一步為終端節(jié)約了成本。

通過打造高精度定位SIM卡產(chǎn)品，可為客戶提供一種全新的高精度定位服務(wù)集成模式，實現(xiàn)流量與業(yè)務(wù)的深度捆綁，讓客戶在使用高精度定位服務(wù)的同時，更高效地利用流量資源。

作者：李一萌、任曉明、樂祖暉

單位：中國移動研究院