SIM卡

SIM卡是(Subscriber Identity Module 客户识别模块)的缩写,也称为用户身份识别卡、智能卡,GSM数字移动电话机必须装上此卡方能使用。它在一电脑芯片上存储了数字移动电话客户的信息,加密的密钥以及用户的电话簿等内容,可供GSM网络客户身份进行鉴别,并对客户通话时的语音信息进行加密。

1类型介绍编辑

刚入网时得到的SIM卡是镶嵌一张大卡上的,手机普遍使用标准卡(也逐渐
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小卡与标准卡的比较

出现了小卡),把小卡从大卡上取下来塞进手机的SIM卡插槽即可使用。SIM 卡有大小之分,原卡(即刚到手时)的尺寸为 54mm×85mm (银行卡标准尺寸),标准卡的尺寸为 25mm×15mm ,小SIM卡(Micro SIM卡)是12x15mm。SIM卡在 GSM系统中的应用,使卡和手机分离,SIM卡唯一标识一个客户。一张SIM卡可以插入任何一部 GSM手机中使用,而使用手机所产生的通信费则自己记录在该SIM卡所唯一标识的客户帐上。SIM卡容量有8K、16K、32K、64K,其中512k以上的大容量的SIM卡统称为 STK卡。
原卡
比标准卡多了一个架子。原卡大多数仅是作为卡架使用,
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但部分临时卡或非实名认证卡上会留有客户号码 PUK码
和 PIN码。购买后需客户留存。
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nano SIM卡

标准卡
大多数手机使用的SIM版本,都知道,也不多说了。
Micro SIM卡
Micro SIM卡,也叫做3FF SIM卡即第三类规格SIM,尺寸为12x15mm,比我们手机中使用的第二类SIM卡规格15x25mm小了52%,
其实 小卡就是标准卡上带有芯片的那一块 , “标准\小两用卡 ” 上面真正起作用的就是它上面的那张 “ 小卡 ” , “ 小卡 ” 可以从两用卡中取下。目前国内流行样式是 “ 标准卡 ” ,小卡也可以换成 “ 标准卡 ” (有个卡托即可)。现在 苹果公司生产的产品( iPhone 4S、iPhone4。)( iPad、 iPad2. 3G版本)都是使用Micro SIM卡。
Nano SIM卡
Nano SIM卡是4FF标准的SIM卡,由 苹果公司最早提出,向
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nano SIM卡与micro-SIM卡

欧洲电信标准协会( ETSI)提交。这种Nano SIM卡比Micro SIM卡小三分之一,比起普通SIM卡则小了60%,而且厚度也减少了15%。据称运营商对Nano SIM卡颇感兴趣,并有望于2012年推出首款使用Nano SIm卡的手机。 [1]  
在最近举行的2012年美国无线通信展(CTIA WIRELESS 2012)上,业界领先的SIM卡制造商捷德公司(Giesecke & Devrient)展示了4FF标准的SIM卡--Nano SIM卡。展览中的SIM卡样式来看,Nano-SIM卡比才开始逐步推行的Micro=SIM卡更小,而且原来金属触点外围的圆角也变为了直角。 [2]  
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三种卡的比较

3月份,苹果、 诺基亚和RIM在SIM卡标准化方面发生分歧。苹果支持nano SIM卡标准,而诺基亚、RIM、摩托罗拉支持micro-SIM,创新的苹果希望SIM卡能更小,以便为其他手机零件腾出空间。
普通SIM卡、Micro SIM卡、Nano SIM卡的大小对比如右图所示。
2012年6月1日据美国媒体报道,尽管对4FF(Nano-SIM)标准的不同提案存在反对和批评的声音,但 苹果的Nano-SIM卡设计提案还是被欧洲电信标准协会(ETSI)采纳, 诺基亚、 RIM和 摩托罗拉联合提交的提案落选。北京时间2012年9月13日苹果公司正式发布 iphone5手机,新一代的iphone5手机正式采用Nano-SIM卡。 [3]  

2基本概念编辑

SIM卡的存储容量

一般SIM卡的IC芯片中,有128KB的存储容量,可供储存以下信息:
(1)1000组 电话号码及其对应的姓名文字。
(2) 40组 短信息(Short Message)。
(3) 5组以上最近拨出的号码。
(4) 4位SIM卡密码(PIN)。
市面上的SIM卡芯片有16K,32K,64K,128K,512K,1M多种,以及能提供 多媒体业务,非接触业务的专业SIM卡,容量可以达到M兆级。

SIM卡卡号(即ICCID号)的含义

SIM卡上有20位数码。
前面6位为网络代号:
(898600)是 中国移动的代号;
(898601)是 中国联通的代号;
(898603)是 中国电信的代号;
第7位是业务接入号,
在133、135、136、137、138、139中分别为1、5、6、7、8、9;
第8位是SIM卡的功能位,一般为0, 预付费SIM卡为3;
第9、10位是各省的 编码;
01: 北京02: 天津03: 河北04: 山西05: 内蒙古06: 辽宁07: 吉林08: 黑龙江09: 上海10: 江苏11: 浙江12: 安徽13: 福建14: 江西15: 山东16: 河南17: 湖北18: 湖南19: 广东20: 广西21: 海南22: 四川23: 贵州24: 云南25: 西藏26: 陕西27: 甘肃28: 青海29: 宁夏30: 新疆31: 重庆,
第11、12位是年号;第13位是 供应商代码;
第14~19位则是用户识别码;
第20位是 校验位。
注:现在的运营商对ICCID管理比较混乱,所以以上不绝对可靠。

SIM卡的密码

PIN码是指SIM卡的密码,存在于SIM卡中,其出厂值为1234或0000。激活PIN码后,每次开机要输入PIN码才能登录网络。PUK码是用来解PIN码的万能钥匙,共8位。用户是不知道PUK码的,只有到营业厅由工作人员操作。当PIN码输错3次后,SIM卡会自动上锁,此时只有通过输入PUK才能解锁。PUK码共有10次输入机会。所以此时,用户千万不要自行去碰PUK密码,输错10次后,SIM卡会自动启动自毁程序,使SIM卡失效。此时,只有重新到营业厅换卡。其实,只要小心使用,PIN密码只会保护你的安全。
SIM卡有两个PIN码:PIN1码和PIN2码。我们通常讲的PIN码就是指PIN1码,它用来保护SIM卡的安全,是属于SIM卡的密码。PIN2码也是SIM卡的密码,但它跟网络的计费(如 储值卡的扣费等)和SIM卡内部资料的修改有关。所以PIN2码是保密的,普通用户无法用上PIN2码。不过,即使PIN2码锁住,也不会影响正常通话。也就是说,PIN1码才是属于手机用户的密码。
在设置固定号码拨号和通话费率(需要网络支持)时需要PIN2码。每张SIM卡的初始PIN2码都是不一样的。一般情况下是:2345.如果三次错误地输入PIN2码,PIN2码会被锁定。这时同样需要到营业厅去解锁。如果在不知道密码的情况下自己解锁,PIN2码也会永久锁定。PIN2码被永久锁定后,SIM卡可以正常拨号,但与PIN2码有关的功能再也无法使用。以上各种码的默认状态都是不激活。

SIM卡的原理

SIM卡是带有微处理器的芯片,
内有5个模块,每个模块对应一个功能:
CPU(8位/16位/32位)、程序存储器ROM、工作存储器RAM、数据存储器EEPROM和串行通信单元,这5个模块集成在一块集成电路中。SIM卡在与手机连接时,最少需要5个连接线:
*电源(Vcc) *时钟(CLK) *数据I/O口(Data) *复位(RST) *接地端(GND)

sim卡验证过程

1.手机向网络发出入网请求
2.网络回复一随机字符串
3.手机接收,并将其交给SIM卡,
4.卡片按照片内算法进行计算,得到结果返回手机
新型SIM卡有对网络进行验证的功能,以防止对卡片进行攻击,如果使用的是新型的SIM卡,还要多出以下步骤:
  1. 卡片随机生成字符串,将其发送给手机。
  2. 手机将其发给网络。
  3. 网络按照密钥进行运算,发回给手机,手机将其传回SIM卡。
  4. SIM卡将其和自己运算的结果进行对比,结果一致,则确认网络为合法网络。
    当确认为合法网络之后,继续进行下面的步骤。否则与网络断开连接,提示注册失败。
5.手机将其运算结果、IMEI、ICCID发回网络,网络读取ICCID,分析是否是本地号码。
当用户处于漫游状态的时候,还要多出以下步骤:
  1. 本地网络向归属地网络转发原始字符串、运算结果、IMEI、ICCID,由归属地网络对其进行验证。
  2. 归属地网络若返回合法,则继续进行下面的步骤,否则网络和终端断开连接。
当用户为非漫游状态的时候,有以下步骤:
本地网络对比运算结果是否和网络运算结果一致,若为一致,则继续下面的步骤,否则,网络和终端断开连接。
6.网络返回合法信息,并下发KC码,完成网过程
注:以上描述的是2G网的鉴权过程,3G网鉴权过程与此不同。

3内部结构编辑

SIM卡是一个装有微处理器的芯片卡,它的内部有5个模块,并且每个模块都对应一个功能:微处理器CPU(8位)、程序存储器ROM(3~8kbit)、工作存储器RAM(6~16kbit)数据存储器EEPROM(128~256kbit)和串行通信单元。这5个模块被胶封在SIM卡铜制接口后与普通IC卡封装方式相同。这5个模块必须集成在一块集成电路中,否则其安全性会受到威胁,因为芯片间的连线可能成为非法存取和盗用SIM卡的重要线索。
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SIM卡内部结构

SIM卡的供电分为5V(1998年前发行)、5V与3V兼容、3V、1.8V等,当然这些卡必须与相应的手机配合使用,即手机产生的SIM卡供电电压与该SIM卡所需的电压相匹配。SIM卡插入手机后,电源端口提供电源给SIM 卡内各模 块。
检测SIM卡存在与否的信号只在开机瞬时产生,当开机检测不到SIM卡存在时,将提示“插入SIM卡”;如果检测SIM卡已存在,但机卡之间的通信不能实现,会显示“检查SIM卡”;当SIM卡对开机检测信号没有响应时,手机也会提示“插入SIM卡”;当SIM卡在开机使用过程中掉出、由于松动接触不良或使用报废卡时,手机会提示“SIM卡错误”。
SIM卡的存储容量有8KB、16KB、32KB、64KB、甚至1MB等。多为16KB和32KB。SIM卡能够储存多少电话号码和短信取决于卡内数据存储器EEPROM的容量。

4软件特性编辑

SIM卡采用新式单片机及存储器管理结构,因此处理功能大大增强。其智能特性的逻辑结构是树型结构。全部特性参数信息都是用数据字段方式表达,SIM卡中存有3类数据信息:
1.与持卡者相关的信息以及SIM卡将来准备提供的所有业务信息,这种类型的数据存储在根目录下;
2.GSM应用中特有的信息,这种类型的数据存储在GSM目录下;
3.GSM应用所使用的信息,此信息可与其他电信应用或业务共享,位于电信目录下。
在SIM卡根目录下有3个应用目录,一个属于行政主管部门应用目录,另外两个属于技术管理的应用目录,分别是GSM应用目录和电信应用目录。所有的目录下均为数据字段,有二进制的和格式化的数据字段。数据字段中的信息有的是永存性的即不能更新的,有的是暂存的需要更新的。每个数据字段都要表达出它的用途、更新程度、数据字段的特性。而且,最新应用会显示出,地域特性。

5注意事项编辑

使用智能SIM卡请注意
(1) 请勿将卡弯曲,卡上的金属 芯片更应小心保护;
(2) 保持金属芯片清洁,避免沾染尘埃及化学物品;
(3) 为保护金属 芯片,请避免经常将SIM卡从手机中抽出;
(4) 请勿将SIM卡置于超过85℃或低于-35℃的环境中;
(5) 在取出或放入SIM卡前,请先关闭手机 电源;
(6) 在手机出现低电源警告时,请关闭手机,再更换电池。
(7)SIM卡必须存放在干燥通风的环境下,以免 芯片生锈。
首次使用SIM卡须知
首次使用SIM卡请按下列步骤进行:
(1)关掉手机 电源;
(2)参阅手机使用手册,将SIM卡插入手机内之正确位置;
(3)打开手机电源开关,待网络接通后,即可按键拨号,打出您的第一个电话。
SIM卡被锁定
若手机屏幕出现“Blocked”字样,表示您的SIM卡已被锁死。可能是您连续三次输入错误的PIN密码,导致卡被锁住。出现这种情形时,请到当地移动、联通或电信营业厅,由服务人员为您解锁。
SIM卡遗失/被窃
当您的SIM卡不慎遗失或被窃时,为了慎重起见,您应立即到当地移动或联通的营业厅或拨打10086(移动),10010(联通),10000(电信)申请挂失,以免SIM卡被盗用。SIM卡挂失后,可随后向移动或联通申请补办。
SIM卡损坏/故障
当手机屏幕显示“SIM卡错误”时表示您的SIM卡已损坏无法使用,请携带原卡到移动或联通营业厅更换。
SIM卡容量
SIM卡可储存电话簿和短信,容量如下:8K卡电话簿容量为20—40个,短信息10—15条;16K卡电话簿容量为150—200个,短信息15—40条;32K STK卡电话簿容量为130—150个,短信息15条;WIB卡电话簿容量约为150个,短信息10—20;具体SIM卡内存请以手机显示为准。
卡片类型(MINI-SIM,Micro-SIM,Nano-SIM)和卡片容量无关。

6常见故障编辑

1、每当手机打开时,手机都要与SIM卡进行数据交流。没插卡时,这些信号是不会送出的。当手机插入SIM卡后无任何反应或插入SIM卡显示出错时,这可能是因为SIM卡开关不良或接触不良或使用废卡产生的。如果换新卡后故障仍然存在,那么故障一般发生在SIM卡供电部分。在SIM卡插座的供电端、时钟端、数据端,开机瞬间可用示波器观察到读卡信号,如无此信号,应为SIM卡供电开关周边电阻电容元件与卡脱焊问题。
2、如SIM卡在一部手机上可用,在另一部手机上不能用,可能是在手机中已经设置了“网络限制”和“用户限制”功能。这可以通过16位 网络控制码(NCK)或用户控制码(SPCK)启动该手机的限制功能,这需要 网络运营商解决。另外,这种故障也可能是SIM卡供电偏低或接触不良造成的 。

7主要功能编辑

SIM卡的功能之一
存储用户相关数据
SIM卡存储的数据可分为四类:第一类是固定存放的数据。这类数据在ME(Mobile Equipment)被出售之前由SIM卡中心写入,包括国际移动用户识别号(IMSI)、鉴权 密钥(KI)等;第二类是暂时存放的有关网络的数据。如位置区域识别码(LAI)、移动用户暂时识别码(TMSI)、禁止接入的公共电话网代码等;第三类是相关的业务代码,如个人识别码(PIN)、解锁码(PUK)、计费费率等;第四类是 电话号码簿,是手机用户随时输入的电话号码。
SIM卡的功能之二
用户PIN的操作和管理
SIM卡本身是通过PIN码来保护的,PIN是一个四位到八位的个人密码,只有当用户输入正确的PIN码时,SIM卡才能被启用,移动终端才能对SIM卡进行存取,也只有PIN认证通过后,用户才能上网通话。
SIM卡的功能之三
用户身份鉴权
确认用户身份是否合法,鉴权过程是在是在网络和SIM卡之间进行的,而鉴权时间一般是在移动终端登记入网和呼叫时。鉴权开始时,网络产生一个128比特的随机数RAND,经无线电控制信道传送到 移动台, SIM卡依据卡中的密钥Ki和算法A3,对接收到的RAND计算出应答信号SRES,并将结果发回网络端。而网络端在鉴权中心查明该用户的密钥Ki,用同样的RAND和算法A3算出SRES,并与收到的SRES进行比较,如一致,鉴权通过。
SIM卡的功能之四
SIM卡中的保密算法及 密钥
SIM卡中最敏感的数据是保密算法A3、A8、密钥Ki、PIN、PUK和Kc。A3、A8算法是在生产SIM卡时写入的,无法读出。PIN码可由用户在手机上自己设定,PUK码由运营者持有,Kc是在加密过程中由Ki导出的。

8引脚说明编辑

SIM卡_第7张图片

SIM卡

16PINsim卡与8PINsim卡的引脚定义是如何的?
2 PCB的封装
sim卡读卡器

9相关介绍编辑

sim卡读卡器
SIM卡读卡器是一种读取SIM卡内部信息的硬件接口电路,和平常见到的各种储存卡的读卡器相似。能够读出SIM卡中的电话薄、短信、以及其他信息,并能完成电话薄的修改,从而备份电话薄。此外,一些读卡器具有破解功能,能够完成特定SIM卡的烧制,实现一卡多号,或一号多卡。
触点电性能
低电平
高电平
Vcc
U=+5V+-10%, I=10mA
RST
-0.3V<0.6V,I=200uA  4V CLK  -0.3V<+0.6V,I=200uA  -2.4V Vpp  +5v +- 10%  GND  I/O 输入  0V<0.4V,I=1mA  0.7V 输出
0V<0.8,I=1mA  3.8V
中国移动推出4G 容量SIM卡
移动推出这种SIM卡绝非仅仅只是单纯地扩充了SIM卡的容量,而是希望将来通过这种SIM卡向用户提供更加细致的服务。
2008中国国际通信展在北京展出最大内存可达4G 移动海量SIM卡,此举将使传统外置TF卡遭遇难关。

10安全漏洞编辑

黑客可从远端复制SIM卡 安全专家建议3年换一次SIM卡
经常使用手机进行银行交易的朋友小心了。黑客能在2分钟左右的时间里远程在你的手机上安装软件,可完全独立操作你的手机;可监视你,阅读你的短信,掌控你的银行账号。
德国柏林安全研究实验室(SRL)21日公布了他们的一个新发现:全球最少有5亿部手机的SIM卡存在安全漏洞,黑客可从远端复制SIM卡,并盗取卡内银行账号等资料。
运营商有时间补救
联合国国际电信联盟(ITU)称此发现相当重要,并计划将安全漏洞通报近200个成员国政府及企业界。德国柏林安全研究实验室指出,SIM卡安全漏洞应该还没有被网络犯罪集团发现,运营商还有至少半年的时间来补救。
据报道,SIM卡安全漏洞由德国柏林安全研究实验室首席研究员诺尔(上图)首先发现,后者于2011年初开始试图破译手机SIM卡,一直未能成功,直到最近才偶然破解。
诺尔称,通过发送一条伪装成来自于运营商的短信,他就能收到一条手机返送的错误信息,其中包含了算出该SIM卡数字密钥的所有必要信息。算出数字密钥之后,再发送一条短信他就能够窃听通话、窃取所有数据,或是控制手机进行发送短信和购买等操作。 [4]  
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