一、SIM卡是什么

SIM卡是（Subscriber Identity Module客戶識別模塊）的縮寫，也稱為智能卡、用戶身份識別卡，GSM數字移動電話機必須裝上此卡方能使用。它在一電腦芯片上存儲了數字移動電話客戶的信息，加密的密鑰以及用戶的電話簿等內容，可供GSM網絡客戶身份進行鑒別，并對客戶通話時的語音信息進行加密。

SIM卡(ka)主要用(yong)(yong)(yong)(yong)于GSM系統(tong)，但(dan)是(shi)(shi)兼(jian)容的(de)模塊也用(yong)(yong)(yong)(yong)于UMTS的(de)UE（USIM）和(he)IDEN電(dian)話。有(you)人把CDMA2000和(he)cdmaOne的(de)RUIM卡(ka)和(he)UIM卡(ka)，也稱作(zuo)SIM卡(ka)，雖然(ran)兩者作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)類(lei)似，并遵守了一樣(yang)的(de)所(suo)有(you)機械、電(dian)氣標準(zhun)和(he)部分軟件標準(zhun)，但(dan)是(shi)(shi)上層應用(yong)(yong)(yong)(yong)并不(bu)一定兼(jian)容。SIM由CPU、ROM、RAM、EEPROM和(he)I/O電(dian)路組成。用(yong)(yong)(yong)(yong)戶使用(yong)(yong)(yong)(yong)SIM時，實際上是(shi)(shi)手機向SIM卡(ka)發出命令，SIM卡(ka)應該根據(ju)標準(zhun)規范來執(zhi)行或者拒絕；SIM卡(ka)并不(bu)是(shi)(shi)單純的(de)信息(xi)存(cun)儲器(qi)。

SIM卡(ka)(ka)在GSM系統中(zhong)(zhong)的應(ying)用(yong)，使(shi)卡(ka)(ka)和(he)手機分離，SIM卡(ka)(ka)唯(wei)一標識一個客戶。一張SIM卡(ka)(ka)可以插入任(ren)何一部GSM手機中(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)，而使(shi)用(yong)手機所(suo)產生(sheng)的通信費則自己記錄在該SIM卡(ka)(ka)所(suo)唯(wei)一標識的客戶帳上。SIM卡(ka)(ka)容量有8K、16K、32K、64K，其中(zhong)(zhong)512k以上的大容量的SIM卡(ka)(ka)統稱為STK卡(ka)(ka)。

該圖片由注冊用戶"健康生活"提供，版權聲明反饋

二、SIM卡內部物理結構

現在SIM卡擁有四種的(de)物理結構，最(zui)早的(de)版(ban)本的(de)尺(chi)寸是與標(biao)準信用卡相同（85×54×0.78毫米(mi)），觸點則符合ISO 7816對ID-1型IC卡的(de)規(gui)定。

由于手機小(xiao)型化，目前(qian)的SIM卡，又稱“Mini SIM”，一(yi)般裁剪(jian)為25x15毫米(mi)的插入式。發售時一(yi)般嵌在一(yi)個ID-1型卡中，使用前(qian)沿著(zhu)預制切口取下。

2010年(nian)，歐洲電信標(biao)準協會（European Telecommunications Standards Institute）再從(cong)Mini SIM發(fa)展出縮小為15x12毫米的“Micro SIM”卡，Micro SIM卡首次使用在(zai)蘋(pin)果公(gong)司所推出的iPad及(ji)iPhone 4，后續iPhone 4S、iPad 2等(deng)眾多智能手機都有采用。

2011年，蘋(pin)果(guo)公(gong)司提出“Nano SIM”卡（8.8x12.3毫米）標準，經過2012年的(de)一番(fan)競(jing)爭，該標準被歐(ou)盟采納為(wei)4FF標準。“Nano SIM”卡最早被應(ying)用(yong)在iPhone 5與iPad mini。

三、SIM卡原理

SIM卡實際是裝有微處理器的(de)(de)芯片卡，在這里(li)面存儲了數字(zi)移動電話客戶(hu)的(de)(de)信(xin)息，加密的(de)(de)密鑰以及用戶(hu)的(de)(de)電話簿等內容，可供GSM網絡客戶(hu)身(shen)份進行(xing)(xing)鑒別，并對客戶(hu)通(tong)話時的(de)(de)語(yu)音(yin)信(xin)息進行(xing)(xing)加密。

它的內部(bu)有5個模塊(kuai)，并且每個模塊(kuai)都(dou)對(dui)應一(yi)個功能(neng)：微處理器CPU（8位）、程序存(cun)儲(chu)器ROM（3～8kbit）、工作存(cun)儲(chu)器RAM（6～16kbit）數據存(cun)儲(chu)器EEPROM（128～256kbit）和串(chuan)行通(tong)(tong)信單元。這5個模塊(kuai)被膠封(feng)在SIM卡銅制接口后與(yu)普(pu)通(tong)(tong)IC卡封(feng)裝(zhuang)方式相同。這5個模塊(kuai)必須集成在一(yi)塊(kuai)集成電(dian)路中，否則其安(an)全性會受到威脅，因為芯片間(jian)的連(lian)線可能(neng)成為非法存(cun)取和盜(dao)用SIM卡的重要線索(suo)。

SIM卡(ka)(ka)的(de)供電分為(wei)5V（1998年前發(fa)行）、5V與3V兼容、3V、1.8V等，現在的(de)Micro SIM與Nano SIM卡(ka)(ka)均是1.8V，要求手機(ji)產生的(de)SIM卡(ka)(ka)供電電壓與該SIM卡(ka)(ka)所需的(de)電壓相匹配(pei)。SIM卡(ka)(ka)插(cha)入(ru)手機(ji)后，電源端(duan)口提供電源給SIM卡(ka)(ka)內各模塊。

SIM卡在與手機連接時，最少需要5個連接線：電源(Vcc)、時鐘(CLK)、數據I/O口(Data)、復位(RST)、接(jie)地端(GND)，如(ru)下(xia)圖：

四、SIM卡保存的數據

（1）由SIM卡生產廠商存入的系統原始數據(ju)。

（2）由(you)GSM網(wang)絡(luo)運營部門(men)或者其(qi)他經營部門(men)在將卡發放給用(yong)(yong)戶(hu)時(shi)注入的網(wang)絡(luo)參數(shu)(shu)和用(yong)(yong)戶(hu)數(shu)(shu)據(ju)。包括(kuo)鑒(jian)權和加密(mi)(mi)信息Ki（Kc算(suan)法(fa)輸入參數(shu)(shu)之一：密(mi)(mi)匙(chi)號(hao)(hao)）；國際移(yi)動用(yong)(yong)戶(hu)號(hao)(hao)（IMSI）；A3：IMSI認證算(suan)法(fa)；A5：加密(mi)(mi)密(mi)(mi)匙(chi)生成算(suan)法(fa)；A8：密(mi)(mi)匙(chi)（Kc）生成前，用(yong)(yong)戶(hu)密(mi)(mi)匙(chi)（Kc）生成算(suan)法(fa)。

（3）由用(yong)戶自己(ji)存入的數(shu)據。比如，短(duan)消息(xi)、固定撥號(hao)(hao)，縮位撥號(hao)(hao)，性能參(can)數(shu)，話費記數(shu)等。

（4）用(yong)戶在用(yong)卡過程中(zhong)自(zi)動存入和(he)更新的(de)(de)網絡接續和(he)用(yong)戶信息(xi)類數據(ju)。包括(kuo)最(zui)近一(yi)次位(wei)置登記時的(de)(de)手機(ji)所在位(wei)置區識別(bie)號(hao)（LAI），設(she)置的(de)(de)周期性位(wei)置更新間(jian)隔時間(jian)，臨(lin)時移動用(yong)戶號(hao)（TMSI）等(deng)。

這些數據(ju)都存(cun)放在各自的(de)目(mu)(mu)錄(lu)項內，第一類(lei)數據(ju)放在根(gen)目(mu)(mu)錄(lu)，當電源(yuan)開啟后首先進(jin)入(ru)(ru)根(gen)目(mu)(mu)錄(lu)，再根(gen)據(ju)指令進(jin)入(ru)(ru)相關的(de)子(zi)目(mu)(mu)錄(lu)，每種目(mu)(mu)錄(lu)極其(qi)內部(bu)(bu)的(de)數據(ju)域均有(you)各自的(de)識別(bie)碼保護(hu)，只有(you)經過核對(dui)(dui)判別(bie)以后才能(neng)對(dui)(dui)數據(ju)域中(zhong)的(de)數據(ju)進(jin)行(xing)(xing)(xing)查詢，讀出和更(geng)新。上面(mian)第一類(lei)數據(ju)通常屬永久(jiu)性(xing)的(de)數據(ju)，由SIM卡生產廠商注入(ru)(ru)以后無法(fa)更(geng)改，第二類(lei)數據(ju)只有(you)網絡運行(xing)(xing)(xing)部(bu)(bu)門的(de)專(zhuan)門機構才允(yun)許(xu)查閱(yue)和更(geng)新，再第三(san)、四類(lei)數據(ju)中(zhong)的(de)大部(bu)(bu)分(fen)允(yun)許(xu)用(yong)戶利(li)用(yong)任何手(shou)機對(dui)(dui)其(qi)進(jin)行(xing)(xing)(xing)讀/寫(xie)操作(zuo)。

五、GSM網絡登錄原理

對于一個用(yong)戶號碼來說，IMSI和(he)KI碼是唯一的。TMSI是隨(sui)時變動的。但IMSI很用(yong)以被復制。KI碼需要攻擊算號才出來。TMSI是電信服務商發給(gei)的。

1、手機開(kai)機后會從SIM卡中讀取IMSI(15個(ge)數(shu)字(zi)(zi))和TMSI(4字(zi)(zi)節)；

2、手機登錄(lu)網(wang)(wang)絡時，將(jiang)會IMSI或TMSI發給網(wang)(wang)絡；

3、網絡(luo)判(pan)斷到(dao)該(gai)IMSI或TMSI有效，要生(sheng)成一個(ge)128bit的(de)RAND，然(ran)后發給手機(ji)；

4、手機收到RAND后(hou)，將(jiang)RAND發給(gei)SIM卡；

5、SIM以里面的(de)KI為密鑰(yao)對RAND進(jin)行A3A8運(yun)算(suan)，生(sheng)成(SRES+Kc)；

6、手機讀取(SRES+Kc)(32bit+64bit)，并將SRES發給網絡；

7、網(wang)絡(luo)自己進行(xing)一次A3A8運算，如果結果與手機(ji)返回(hui)的SRES相同(tong)，則認為該用(yong)戶合法。

熟知這個(ge)原(yuan)理(li)(li)之后，一些(xie)有鎖手機的(de)(de)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)貼、寫(xie)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)解(jie)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)等手段的(de)(de)解(jie)鎖均是(shi)(shi)(shi)(shi)從這幾個(ge)步驟發展(zhan)而來。以有鎖at&t合約(yue)iPhone為例，需要(yao)登陸(lu)中國(guo)(guo)(guo)移(yi)(yi)動(dong)網(wang)絡(luo)(luo)。iPhone是(shi)(shi)(shi)(shi)利用(yong)要(yao)at&t卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)的(de)(de)IMSI在中國(guo)(guo)(guo)移(yi)(yi)動(dong)的(de)(de)網(wang)絡(luo)(luo)里取得進網(wang)許可(ke)，首先利用(yong)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)貼或(huo)者(zhe)寫(xie)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)解(jie)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)等手段寫(xie)進at&t的(de)(de)IMSI碼，向中國(guo)(guo)(guo)移(yi)(yi)動(dong)發送此IMSI碼，此時(shi)中國(guo)(guo)(guo)移(yi)(yi)動(dong)認為這個(ge)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)是(shi)(shi)(shi)(shi)at&t國(guo)(guo)(guo)際漫游過來的(de)(de)，就分(fen)配(pei)給他(ta)一個(ge)TMSI（臨時(shi)的(de)(de)IMSI），此時(shi)TMSI與(yu)IMSI配(pei)合登錄(lu)個(ge)人帳戶(hu)系(xi)統的(de)(de)時(shi)候中國(guo)(guo)(guo)移(yi)(yi)動(dong)發現他(ta)是(shi)(shi)(shi)(shi)國(guo)(guo)(guo)內的(de)(de)用(yong)戶(hu)，繼而開放權限(xian)，按(an)照正常帳戶(hu)處理(li)(li)了。

當然(ran)這(zhe)只(zhi)(zhi)是最簡單(dan)的解(jie)鎖方法，其(qi)中(zhong)卡(ka)(ka)貼是比較簡單(dan)的解(jie)鎖方式，但是有可能存(cun)在信號與穩定問題，而寫卡(ka)(ka)解(jie)卡(ka)(ka)能夠比較好解(jie)鎖手機，但是其(qi)破(po)解(jie)過程，當中(zhong)的KI碼(ma)攻克是比較困難的事情，只(zhi)(zhi)有獲取了KI碼(ma)，才(cai)有可能獲取內(nei)部(bu)的IMSI碼(ma)，加上隨著(zhu)加密技術的不斷發(fa)展，現在有很(hen)大一部(bu)分的新SIM卡(ka)(ka)均很(hen)難進行破(po)解(jie)寫卡(ka)(ka)。

六、SIM卡常見故障

1、每當手機(ji)(ji)打開時，手機(ji)(ji)都要(yao)與SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)進行(xing)數據交流。沒插卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)時，這(zhe)些信號是不(bu)會送出(chu)的(de)。當手機(ji)(ji)插入SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)后無任(ren)何(he)反應或(huo)插入SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)顯示(shi)出(chu)錯時，這(zhe)可能(neng)是因為(wei)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)開關(guan)不(bu)良或(huo)接觸不(bu)良或(huo)使用廢卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)產生(sheng)的(de)。如果換新卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)后故(gu)障仍(reng)然存(cun)在，那么(me)故(gu)障一(yi)般發生(sheng)在SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)供電(dian)部分。在SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)插座的(de)供電(dian)端(duan)、時鐘端(duan)、數據端(duan)，開機(ji)(ji)瞬(shun)間可用示(shi)波器觀察到讀卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)信號，如無此信號，應為(wei)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)供電(dian)開關(guan)周邊電(dian)阻電(dian)容(rong)元(yuan)件(jian)與卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)脫焊問題(ti)。

2、如SIM卡在(zai)一(yi)部手機上(shang)可(ke)用(yong)(yong)，在(zai)另(ling)一(yi)部手機上(shang)不(bu)能(neng)用(yong)(yong)，可(ke)能(neng)是在(zai)手機中已經設置(zhi)了“網絡限(xian)制(zhi)”和“用(yong)(yong)戶(hu)限(xian)制(zhi)”功(gong)能(neng)。這(zhe)可(ke)以通過16位網絡控制(zhi)碼(ma)（NCK）或(huo)用(yong)(yong)戶(hu)控制(zhi)碼(ma)（SPCK）啟動該手機的限(xian)制(zhi)功(gong)能(neng)，這(zhe)需要網絡運營商(shang)解決。另(ling)外，這(zhe)種故障也可(ke)能(neng)是SIM卡供(gong)電(dian)偏低或(huo)接觸不(bu)良造成的。

3、一(yi)般SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)需要再(zai)初(chu)始開(kai)機(ji)(ji)時(shi)執行，當(dang)開(kai)機(ji)(ji)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)不到SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)存在時(shi)，將提示“插入SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)”；如果(guo)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)已存在，但機(ji)(ji)卡(ka)(ka)(ka)(ka)之(zhi)間的(de)通信不能實現，會顯示“檢(jian)查SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)”；當(dang)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)對開(kai)機(ji)(ji)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)信號沒(mei)有(you)響應時(shi)，手機(ji)(ji)也(ye)會提示“插入SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)”；當(dang)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)在開(kai)機(ji)(ji)使用過程中掉出、由于松動接觸不良或使用報廢卡(ka)(ka)(ka)(ka)時(shi)，手機(ji)(ji)會提示“SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)錯誤”。

七、剪卡需要注意的問題

前(qian)面(mian)我們已經(jing)了解到SIM卡的(de)(de)(de)物理與內部的(de)(de)(de)結(jie)構，其真正起到作用(yong)的(de)(de)(de)是很小(xiao)的(de)(de)(de)一部分，其余的(de)(de)(de)金屬與塑料均是無意(yi)義的(de)(de)(de)封裝面(mian)積。

剪卡(ka)前，我們需(xu)(xu)要分(fen)辨SIM卡(ka)的(de)(de)(de)類型，早期的(de)(de)(de)SIM卡(ka)與(yu)(yu)現(xian)在SIM卡(ka)，表面的(de)(de)(de)結構與(yu)(yu)連接(jie)線(xian)是(shi)(shi)不(bu)一(yi)樣的(de)(de)(de)。SIM卡(ka)金屬(shu)部分(fen)，有(you)位(wei)置的(de)(de)(de)接(jie)線(xian)是(shi)(shi)沒有(you)功用的(de)(de)(de)，因此裁剪去(qu)也并不(bu)會對SIM卡(ka)產生影響。只要裁剪的(de)(de)(de)時候(hou)注(zhu)意保持(chi)SIM卡(ka)有(you)功用的(de)(de)(de)接(jie)線(xian)位(wei)置保持(chi)完(wan)整即可(ke)。按(an)照(zhao)現(xian)在來看，較(jiao)新的(de)(de)(de)SIM卡(ka)都可(ke)以進行裁剪操作，只有(you)年代較(jiao)為久遠(yuan)的(de)(de)(de)才(cai)需(xu)(xu)要進行SIM卡(ka)的(de)(de)(de)更換(huan)。

剪(jian)卡(ka)(ka)的方法有(you)比較(jiao)多種，最直(zhi)接(jie)粗暴的便(bian)是利用(yong)剪(jian)刀，按照SIM卡(ka)(ka)貼紙來(lai)進行裁剪(jian)，過程中需要適當剪(jian)大一些(xie)，好進行后期(qi)的打磨調整。此外(wai)直(zhi)接(jie)購買剪(jian)卡(ka)(ka)器也是一件(jian)更方便(bian)的事(shi)情(qing)，現(xian)在市面(mian)上(shang)有(you)Micro SIM與Nano SIM兩種剪(jian)卡(ka)(ka)器。前者可(ke)以(yi)輕(qing)松裁剪(jian)好，只需進行邊緣的稍(shao)微打磨即可(ke)使用(yong)，而Nano SIM卡(ka)(ka)裁剪(jian)后，由于其厚度要更加薄，因此打磨方面(mian)需要多花一些(xie)功(gong)夫與時間。