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)于GSM系統(tong)，但(dan)是(shi)(shi)兼(jian)容(rong)的(de)模塊也(ye)用(yong)于UMTS的(de)UE（USIM）和IDEN電(dian)話。有人把CDMA2000和cdmaOne的(de)RUIM卡(ka)和UIM卡(ka)，也(ye)稱作SIM卡(ka)，雖然兩(liang)者(zhe)作用(yong)類似，并遵守了一樣的(de)所有機械、電(dian)氣標(biao)準(zhun)(zhun)和部分軟件(jian)標(biao)準(zhun)(zhun)，但(dan)是(shi)(shi)上(shang)層應(ying)用(yong)并不(bu)一定(ding)兼(jian)容(rong)。SIM由CPU、ROM、RAM、EEPROM和I/O電(dian)路組(zu)成。用(yong)戶使用(yong)SIM時，實際上(shang)是(shi)(shi)手機向SIM卡(ka)發出命令，SIM卡(ka)應(ying)該根據標(biao)準(zhun)(zhun)規范來執(zhi)行(xing)或者(zhe)拒絕；SIM卡(ka)并不(bu)是(shi)(shi)單純的(de)信息存儲(chu)器。

SIM卡(ka)(ka)在GSM系統(tong)中的(de)應用(yong)，使卡(ka)(ka)和手(shou)機分離，SIM卡(ka)(ka)唯(wei)一(yi)標(biao)識一(yi)個客(ke)戶(hu)。一(yi)張SIM卡(ka)(ka)可以插入任何一(yi)部GSM手(shou)機中使用(yong)，而(er)使用(yong)手(shou)機所產生的(de)通信(xin)費則自己記錄在該SIM卡(ka)(ka)所唯(wei)一(yi)標(biao)識的(de)客(ke)戶(hu)帳上。SIM卡(ka)(ka)容量有(you)8K、16K、32K、64K，其中512k以上的(de)大容量的(de)SIM卡(ka)(ka)統(tong)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(ka)擁有四種的物理結(jie)構(gou)，最早的版(ban)本的尺寸(cun)是與標(biao)準信用卡(ka)相同(tong)（85×54×0.78毫米(mi)），觸(chu)點則符合ISO 7816對ID-1型IC卡(ka)的規定。

由于手機小型(xing)化，目(mu)前(qian)(qian)的(de)SIM卡(ka)(ka)，又稱“Mini SIM”，一(yi)般裁剪為25x15毫米的(de)插(cha)入式。發售時一(yi)般嵌在(zai)一(yi)個ID-1型(xing)卡(ka)(ka)中，使用前(qian)(qian)沿(yan)著預制切口取下。

2010年(nian)，歐洲電(dian)信標準協會(hui)（European Telecommunications Standards Institute）再從Mini SIM發展出縮小為15x12毫米的(de)“Micro SIM”卡(ka)，Micro SIM卡(ka)首次使(shi)用在蘋果公司所推出的(de)iPad及iPhone 4，后續iPhone 4S、iPad 2等眾多智(zhi)能(neng)手機都(dou)有采(cai)用。

2011年(nian)，蘋果(guo)公司提出“Nano SIM”卡（8.8x12.3毫米(mi)）標準(zhun)，經過2012年(nian)的一(yi)番競爭，該(gai)標準(zhun)被歐(ou)盟采(cai)納為4FF標準(zhun)。“Nano SIM”卡最早被應用在iPhone 5與iPad mini。

三、SIM卡原理

SIM卡實際是裝有微處理器的(de)芯片卡，在這里面存儲了數字移(yi)動電(dian)話(hua)(hua)(hua)客(ke)戶的(de)信(xin)息，加(jia)密(mi)的(de)密(mi)鑰以及用戶的(de)電(dian)話(hua)(hua)(hua)簿(bu)等內容，可供GSM網(wang)絡客(ke)戶身份進(jin)行(xing)鑒別，并對客(ke)戶通話(hua)(hua)(hua)時(shi)的(de)語音信(xin)息進(jin)行(xing)加(jia)密(mi)。

它(ta)的(de)(de)內(nei)部有5個(ge)(ge)模塊(kuai)，并且每(mei)個(ge)(ge)模塊(kuai)都(dou)對應一個(ge)(ge)功能：微處理(li)器CPU（8位）、程序存(cun)儲器ROM（3～8kbit）、工(gong)作存(cun)儲器RAM（6～16kbit）數據存(cun)儲器EEPROM（128～256kbit）和串行通(tong)信(xin)單(dan)元。這5個(ge)(ge)模塊(kuai)被膠封(feng)在SIM卡(ka)(ka)銅制接口后(hou)與普(pu)通(tong)IC卡(ka)(ka)封(feng)裝方式相同。這5個(ge)(ge)模塊(kuai)必須(xu)集成(cheng)在一塊(kuai)集成(cheng)電(dian)路中，否則其安全(quan)性會受(shou)到威脅，因為芯片間的(de)(de)連線可(ke)能成(cheng)為非法存(cun)取和盜用SIM卡(ka)(ka)的(de)(de)重要線索(suo)。

SIM卡(ka)(ka)的供(gong)(gong)電分為5V（1998年前發行）、5V與(yu)3V兼容、3V、1.8V等，現在的Micro SIM與(yu)Nano SIM卡(ka)(ka)均是1.8V，要求手機產生的SIM卡(ka)(ka)供(gong)(gong)電電壓與(yu)該SIM卡(ka)(ka)所需的電壓相匹配。SIM卡(ka)(ka)插(cha)入手機后，電源(yuan)端口提供(gong)(gong)電源(yuan)給SIM卡(ka)(ka)內(nei)各(ge)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(shu)據I/O口(Data)、復位(RST)、接地端(GND)，如(ru)下圖：

四、SIM卡保存的數據

（1）由SIM卡生產廠商存(cun)入的系(xi)統(tong)原始數據。

（2）由(you)GSM網(wang)絡運營部門(men)(men)或者其他(ta)經(jing)營部門(men)(men)在將卡發(fa)放給用(yong)戶(hu)時注入的網(wang)絡參(can)數和用(yong)戶(hu)數據。包括鑒權(quan)和加密(mi)信息Ki（Kc算法(fa)(fa)輸入參(can)數之一：密(mi)匙(chi)(chi)(chi)號）；國際移動用(yong)戶(hu)號（IMSI）；A3：IMSI認證(zheng)算法(fa)(fa)；A5：加密(mi)密(mi)匙(chi)(chi)(chi)生成算法(fa)(fa)；A8：密(mi)匙(chi)(chi)(chi)（Kc）生成前，用(yong)戶(hu)密(mi)匙(chi)(chi)(chi)（Kc）生成算法(fa)(fa)。

（3）由用戶自己存(cun)入的數(shu)據。比如，短(duan)消息、固定撥號(hao)(hao)，縮位(wei)撥號(hao)(hao)，性(xing)能參數(shu)，話費記數(shu)等。

（4）用(yong)(yong)戶在用(yong)(yong)卡過程中自動存入和更(geng)(geng)新的網絡接續和用(yong)(yong)戶信(xin)息類數據。包括最近一(yi)次位置登記(ji)時(shi)的手機所在位置區識別號(hao)（LAI），設置的周期(qi)性位置更(geng)(geng)新間隔(ge)時(shi)間，臨時(shi)移動用(yong)(yong)戶號(hao)（TMSI）等。

這些數(shu)(shu)據(ju)(ju)都存放在各自的(de)(de)(de)目(mu)錄(lu)(lu)項內，第一類(lei)數(shu)(shu)據(ju)(ju)放在根目(mu)錄(lu)(lu)，當電(dian)源開啟后(hou)首先進入(ru)根目(mu)錄(lu)(lu)，再(zai)根據(ju)(ju)指令進入(ru)相關(guan)的(de)(de)(de)子目(mu)錄(lu)(lu)，每(mei)種目(mu)錄(lu)(lu)極其內部(bu)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)域均(jun)有(you)(you)各自的(de)(de)(de)識別(bie)碼保護，只有(you)(you)經(jing)過(guo)核(he)對(dui)判別(bie)以(yi)后(hou)才能對(dui)數(shu)(shu)據(ju)(ju)域中的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)進行(xing)查(cha)詢(xun)，讀出和更(geng)新。上面第一類(lei)數(shu)(shu)據(ju)(ju)通常屬永久性的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)，由SIM卡生產廠商注(zhu)入(ru)以(yi)后(hou)無法(fa)更(geng)改，第二類(lei)數(shu)(shu)據(ju)(ju)只有(you)(you)網(wang)絡運行(xing)部(bu)門的(de)(de)(de)專門機(ji)構(gou)才允許(xu)查(cha)閱(yue)和更(geng)新，再(zai)第三、四類(lei)數(shu)(shu)據(ju)(ju)中的(de)(de)(de)大部(bu)分(fen)允許(xu)用(yong)戶(hu)利用(yong)任何手機(ji)對(dui)其進行(xing)讀/寫操作(zuo)。

五、GSM網絡登錄原理

對于一個用(yong)戶號碼(ma)來(lai)說(shuo)，IMSI和KI碼(ma)是(shi)唯(wei)一的(de)(de)。TMSI是(shi)隨(sui)時變動的(de)(de)。但IMSI很用(yong)以被復制。KI碼(ma)需要攻(gong)擊(ji)算(suan)號才出(chu)來(lai)。TMSI是(shi)電信(xin)服務商(shang)發給的(de)(de)。

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

2、手機登錄網(wang)(wang)絡時，將會IMSI或(huo)TMSI發給網(wang)(wang)絡；

3、網(wang)絡(luo)判斷到該IMSI或(huo)TMSI有(you)效，要生成一個(ge)128bit的RAND，然后(hou)發給(gei)手機；

4、手機收到RAND后，將(jiang)RAND發給(gei)SIM卡；

5、SIM以里面的KI為密鑰對RAND進(jin)行A3A8運(yun)算，生成(SRES+Kc)；

6、手機讀取(SRES+Kc)(32bit+64bit)，并將SRES發(fa)給(gei)網絡；

7、網(wang)絡自己進行一次A3A8運(yun)算(suan)，如果結果與手機(ji)返回的SRES相同，則認為該用(yong)戶合(he)法。

熟知這個原理之后(hou)，一些有鎖(suo)手(shou)機的(de)(de)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)貼、寫卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)解卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)等手(shou)段(duan)的(de)(de)解鎖(suo)均是(shi)(shi)從這幾(ji)個步驟發(fa)展(zhan)而(er)來。以(yi)有鎖(suo)at&t合(he)(he)約iPhone為(wei)例，需要登(deng)陸中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)移(yi)動(dong)網絡。iPhone是(shi)(shi)利用要at&t卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)的(de)(de)IMSI在(zai)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)移(yi)動(dong)的(de)(de)網絡里(li)取得進(jin)網許可，首先利用卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)貼或者(zhe)寫卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)解卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)等手(shou)段(duan)寫進(jin)at&t的(de)(de)IMSI碼，向(xiang)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)移(yi)動(dong)發(fa)送此IMSI碼，此時(shi)(shi)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)移(yi)動(dong)認為(wei)這個卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)是(shi)(shi)at&t國(guo)(guo)際(ji)漫游過來的(de)(de)，就分配給他一個TMSI（臨時(shi)(shi)的(de)(de)IMSI），此時(shi)(shi)TMSI與IMSI配合(he)(he)登(deng)錄個人帳戶系統的(de)(de)時(shi)(shi)候中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)移(yi)動(dong)發(fa)現他是(shi)(shi)國(guo)(guo)內的(de)(de)用戶，繼而(er)開(kai)放權限，按照(zhao)正常帳戶處理了(le)。

當(dang)(dang)然這只(zhi)是(shi)最簡(jian)單(dan)(dan)的(de)解鎖方(fang)法，其中卡貼(tie)是(shi)比較(jiao)簡(jian)單(dan)(dan)的(de)解鎖方(fang)式，但是(shi)有(you)可(ke)能存(cun)在信號與(yu)穩定問(wen)題，而寫卡解卡能夠(gou)比較(jiao)好解鎖手(shou)機(ji)，但是(shi)其破(po)解過程，當(dang)(dang)中的(de)KI碼(ma)攻(gong)克是(shi)比較(jiao)困(kun)難(nan)的(de)事情，只(zhi)有(you)獲取了KI碼(ma)，才有(you)可(ke)能獲取內部(bu)的(de)IMSI碼(ma)，加上隨著加密技(ji)術的(de)不斷發展，現在有(you)很大一部(bu)分的(de)新(xin)SIM卡均(jun)很難(nan)進(jin)行(xing)破(po)解寫卡。

六、SIM卡常見故障

1、每當手(shou)機(ji)打開時，手(shou)機(ji)都(dou)要與SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)進行數(shu)據(ju)交(jiao)流。沒插(cha)卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)時，這些信號是不(bu)會送出的。當手(shou)機(ji)插(cha)入(ru)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)后(hou)無任何反應(ying)(ying)或插(cha)入(ru)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)顯示(shi)出錯時，這可能是因為SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)開關不(bu)良或接觸不(bu)良或使用(yong)廢卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)產生(sheng)的。如果換(huan)新卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)后(hou)故障(zhang)仍然存在，那么故障(zhang)一般發生(sheng)在SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)供(gong)電部分。在SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)插(cha)座的供(gong)電端(duan)、時鐘端(duan)、數(shu)據(ju)端(duan)，開機(ji)瞬間(jian)可用(yong)示(shi)波器觀察到(dao)讀卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)信號，如無此信號，應(ying)(ying)為SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)供(gong)電開關周邊電阻電容(rong)元件(jian)與卡(ka)(ka)(ka)(ka)(ka)脫(tuo)焊問題。

2、如SIM卡(ka)在一部(bu)手機(ji)上可用(yong)，在另(ling)一部(bu)手機(ji)上不能(neng)(neng)用(yong)，可能(neng)(neng)是在手機(ji)中已經設置(zhi)了“網(wang)絡(luo)(luo)限制(zhi)”和“用(yong)戶限制(zhi)”功(gong)能(neng)(neng)。這可以(yi)通過16位網(wang)絡(luo)(luo)控制(zhi)碼(ma)（NCK）或用(yong)戶控制(zhi)碼(ma)（SPCK）啟(qi)動該手機(ji)的限制(zhi)功(gong)能(neng)(neng)，這需要(yao)網(wang)絡(luo)(luo)運營(ying)商(shang)解決。另(ling)外(wai)，這種故障(zhang)也可能(neng)(neng)是SIM卡(ka)供電偏低或接觸不良造成的。

3、一般SIM卡(ka)(ka)的檢(jian)(jian)測(ce)(ce)需要再初(chu)始(shi)開機時執(zhi)行，當(dang)開機檢(jian)(jian)測(ce)(ce)不(bu)到SIM卡(ka)(ka)存在時，將提示(shi)(shi)(shi)“插(cha)入SIM卡(ka)(ka)”；如果檢(jian)(jian)測(ce)(ce)SIM卡(ka)(ka)已存在，但機卡(ka)(ka)之間的通(tong)信不(bu)能實現，會(hui)(hui)顯示(shi)(shi)(shi)“檢(jian)(jian)查(cha)SIM卡(ka)(ka)”；當(dang)SIM卡(ka)(ka)對開機檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信號(hao)沒有響應(ying)時，手機也(ye)會(hui)(hui)提示(shi)(shi)(shi)“插(cha)入SIM卡(ka)(ka)”；當(dang)SIM卡(ka)(ka)在開機使(shi)用(yong)過程中掉出、由(you)于松動接觸不(bu)良或使(shi)用(yong)報廢卡(ka)(ka)時，手機會(hui)(hui)提示(shi)(shi)(shi)“SIM卡(ka)(ka)錯誤”。

七、剪卡需要注意的問題

前(qian)面我們已經了解(jie)到SIM卡的物理(li)與(yu)(yu)內部(bu)的結構，其真正(zheng)起(qi)到作用的是(shi)很小的一部(bu)分，其余的金屬與(yu)(yu)塑料均是(shi)無意義的封裝(zhuang)面積。

剪卡(ka)(ka)(ka)(ka)前，我(wo)們需(xu)要(yao)分(fen)辨SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)的(de)類型，早(zao)期的(de)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)與現在SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)，表面的(de)結構(gou)與連接(jie)(jie)(jie)線(xian)是不一樣(yang)的(de)。SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)金屬部(bu)分(fen)，有(you)位置的(de)接(jie)(jie)(jie)線(xian)是沒有(you)功(gong)用(yong)(yong)的(de)，因此裁(cai)剪去也并不會(hui)對SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)產生影響。只要(yao)裁(cai)剪的(de)時候注意保(bao)持SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)有(you)功(gong)用(yong)(yong)的(de)接(jie)(jie)(jie)線(xian)位置保(bao)持完整(zheng)即可(ke)。按照現在來看，較新的(de)SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)都(dou)可(ke)以進行裁(cai)剪操作，只有(you)年代(dai)較為久遠的(de)才需(xu)要(yao)進行SIM卡(ka)(ka)(ka)(ka)的(de)更換(huan)。

剪(jian)(jian)卡(ka)(ka)的方法有(you)比較多種，最(zui)直(zhi)接粗暴(bao)的便(bian)是(shi)(shi)利用剪(jian)(jian)刀，按(an)照(zhao)SIM卡(ka)(ka)貼紙來進行裁(cai)剪(jian)(jian)，過程中需(xu)要(yao)適當剪(jian)(jian)大一(yi)些(xie)，好進行后(hou)期的打(da)磨調整。此(ci)外(wai)直(zhi)接購買剪(jian)(jian)卡(ka)(ka)器(qi)也是(shi)(shi)一(yi)件更方便(bian)的事(shi)情，現在(zai)市面上有(you)Micro SIM與Nano SIM兩種剪(jian)(jian)卡(ka)(ka)器(qi)。前者(zhe)可(ke)以輕松裁(cai)剪(jian)(jian)好，只需(xu)進行邊緣的稍微打(da)磨即可(ke)使(shi)用，而Nano SIM卡(ka)(ka)裁(cai)剪(jian)(jian)后(hou)，由于其厚度(du)要(yao)更加薄，因此(ci)打(da)磨方面需(xu)要(yao)多花一(yi)些(xie)功夫與時間。