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)(ka)(ka)主要用(yong)(yong)于GSM系統，但(dan)是兼(jian)(jian)容的(de)模塊也(ye)用(yong)(yong)于UMTS的(de)UE（USIM）和IDEN電(dian)話(hua)。有人把CDMA2000和cdmaOne的(de)RUIM卡(ka)(ka)(ka)和UIM卡(ka)(ka)(ka)，也(ye)稱作SIM卡(ka)(ka)(ka)，雖然(ran)兩(liang)者作用(yong)(yong)類似，并遵守了一樣(yang)的(de)所有機(ji)械(xie)、電(dian)氣標(biao)準和部分軟件標(biao)準，但(dan)是上(shang)層應(ying)(ying)用(yong)(yong)并不一定兼(jian)(jian)容。SIM由CPU、ROM、RAM、EEPROM和I/O電(dian)路組成(cheng)。用(yong)(yong)戶使用(yong)(yong)SIM時，實際上(shang)是手(shou)機(ji)向SIM卡(ka)(ka)(ka)發(fa)出(chu)命令，SIM卡(ka)(ka)(ka)應(ying)(ying)該根據標(biao)準規范來執行或者拒絕；SIM卡(ka)(ka)(ka)并不是單純的(de)信息(xi)存(cun)儲器。

SIM卡(ka)(ka)在GSM系統中(zhong)的(de)(de)應用(yong)，使卡(ka)(ka)和手(shou)機(ji)分離，SIM卡(ka)(ka)唯一(yi)標識一(yi)個客(ke)戶。一(yi)張SIM卡(ka)(ka)可以(yi)插(cha)入任何(he)一(yi)部(bu)GSM手(shou)機(ji)中(zhong)使用(yong)，而使用(yong)手(shou)機(ji)所產生的(de)(de)通信費則自己記錄在該(gai)SIM卡(ka)(ka)所唯一(yi)標識的(de)(de)客(ke)戶帳(zhang)上(shang)。SIM卡(ka)(ka)容量(liang)有8K、16K、32K、64K，其中(zhong)512k以(yi)上(shang)的(de)(de)大容量(liang)的(de)(de)SIM卡(ka)(ka)統稱為(wei)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，最早的(de)版(ban)本的(de)尺寸是(shi)與標準信(xin)用卡相同（85×54×0.78毫(hao)米），觸點則符(fu)合ISO 7816對ID-1型(xing)IC卡的(de)規定。

由于手機小型化，目前(qian)的(de)SIM卡，又(you)稱(cheng)“Mini SIM”，一(yi)般(ban)裁剪(jian)為(wei)25x15毫米(mi)的(de)插入(ru)式。發售時(shi)一(yi)般(ban)嵌(qian)在一(yi)個ID-1型卡中(zhong)，使(shi)用前(qian)沿著預制(zhi)切口取(qu)下(xia)。

2010年，歐洲電(dian)信(xin)標(biao)準協會（European Telecommunications Standards Institute）再(zai)從Mini SIM發展(zhan)出縮小為15x12毫米的“Micro SIM”卡，Micro SIM卡首次使用(yong)在蘋果公司所推(tui)出的iPad及iPhone 4，后續(xu)iPhone 4S、iPad 2等眾多智能手(shou)機都有(you)采用(yong)。

2011年(nian)，蘋果公司提出(chu)“Nano SIM”卡（8.8x12.3毫米）標(biao)準，經(jing)過2012年(nian)的一番(fan)競爭，該標(biao)準被歐盟采(cai)納為4FF標(biao)準。“Nano SIM”卡最(zui)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芯(xin)片卡，在這里(li)面存儲(chu)了數字移動電話(hua)客戶(hu)的信(xin)息，加密的密鑰(yao)以及用(yong)戶(hu)的電話(hua)簿(bu)等內容，可供GSM網(wang)絡(luo)客戶(hu)身份(fen)進(jin)行鑒別，并對客戶(hu)通話(hua)時的語音信(xin)息進(jin)行加密。

它的內部(bu)有5個(ge)模塊，并且(qie)每個(ge)模塊都對應(ying)一(yi)個(ge)功能：微處理器CPU（8位(wei)）、程序存(cun)(cun)儲器ROM（3～8kbit）、工作存(cun)(cun)儲器RAM（6～16kbit）數據存(cun)(cun)儲器EEPROM（128～256kbit）和(he)串行(xing)通信單元。這(zhe)5個(ge)模塊被膠封(feng)在(zai)SIM卡(ka)銅制接(jie)口后與普通IC卡(ka)封(feng)裝(zhuang)方式相同。這(zhe)5個(ge)模塊必須集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)塊集(ji)成(cheng)電路中(zhong)，否則(ze)其安全性(xing)會(hui)受到威脅，因為(wei)芯(xin)片(pian)間(jian)的連線可能成(cheng)為(wei)非法存(cun)(cun)取(qu)和(he)盜用SIM卡(ka)的重要(yao)線索。

SIM卡(ka)的(de)供電(dian)(dian)分為5V（1998年前發行）、5V與(yu)3V兼容(rong)、3V、1.8V等，現在的(de)Micro SIM與(yu)Nano SIM卡(ka)均是1.8V，要(yao)求手機產(chan)生的(de)SIM卡(ka)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓與(yu)該(gai)SIM卡(ka)所需的(de)電(dian)(dian)壓相匹(pi)配(pei)。SIM卡(ka)插入手機后，電(dian)(dian)源(yuan)端口提供電(dian)(dian)源(yuan)給SIM卡(ka)內(nei)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(ju)I/O口(Data)、復位(wei)(RST)、接(jie)地端(GND)，如下圖：

四、SIM卡保存的數據

（1）由SIM卡(ka)生產廠商(shang)存(cun)入(ru)的(de)系(xi)統原始(shi)數據。

（2）由GSM網絡運營(ying)部門或(huo)者其他經營(ying)部門在(zai)將卡發放給用(yong)戶(hu)時注入(ru)的網絡參(can)數(shu)和(he)(he)用(yong)戶(hu)數(shu)據。包括鑒權(quan)和(he)(he)加(jia)密(mi)信息(xi)Ki（Kc算(suan)法輸入(ru)參(can)數(shu)之一：密(mi)匙號(hao)）；國際(ji)移動用(yong)戶(hu)號(hao)（IMSI）；A3：IMSI認證(zheng)算(suan)法；A5：加(jia)密(mi)密(mi)匙生(sheng)成算(suan)法；A8：密(mi)匙（Kc）生(sheng)成前，用(yong)戶(hu)密(mi)匙（Kc）生(sheng)成算(suan)法。

（3）由用戶自己(ji)存入(ru)的數(shu)據(ju)。比如(ru)，短消息、固定(ding)撥號，縮位撥號，性能參(can)數(shu)，話費記(ji)數(shu)等。

（4）用(yong)戶在用(yong)卡(ka)過程(cheng)中自(zi)動(dong)存入和更新的網絡接續(xu)和用(yong)戶信(xin)息類數據。包括最近一(yi)次位置(zhi)(zhi)登記(ji)時的手機所(suo)在位置(zhi)(zhi)區識別號（LAI），設置(zhi)(zhi)的周期性位置(zhi)(zhi)更新間隔時間，臨時移動(dong)用(yong)戶號（TMSI）等。

這些數(shu)(shu)(shu)據都(dou)存(cun)放(fang)在各自的目(mu)(mu)錄(lu)項(xiang)內，第(di)一類(lei)(lei)數(shu)(shu)(shu)據放(fang)在根目(mu)(mu)錄(lu)，當電(dian)源開啟后首先進(jin)入(ru)根目(mu)(mu)錄(lu)，再(zai)根據指(zhi)令(ling)進(jin)入(ru)相關(guan)的子目(mu)(mu)錄(lu)，每(mei)種目(mu)(mu)錄(lu)極其內部的數(shu)(shu)(shu)據域均有(you)各自的識別碼保護，只有(you)經過核對(dui)判別以后才能對(dui)數(shu)(shu)(shu)據域中(zhong)的數(shu)(shu)(shu)據進(jin)行(xing)(xing)查詢，讀出和(he)(he)更新。上(shang)面第(di)一類(lei)(lei)數(shu)(shu)(shu)據通常屬永久性的數(shu)(shu)(shu)據，由SIM卡生產(chan)廠商注(zhu)入(ru)以后無法(fa)更改，第(di)二(er)類(lei)(lei)數(shu)(shu)(shu)據只有(you)網絡運(yun)行(xing)(xing)部門的專門機構才允許(xu)查閱和(he)(he)更新，再(zai)第(di)三(san)、四類(lei)(lei)數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)的大部分允許(xu)用戶利(li)用任(ren)何手(shou)機對(dui)其進(jin)行(xing)(xing)讀/寫操作。

五、GSM網絡登錄原理

對于一個(ge)用戶號(hao)碼(ma)來說，IMSI和(he)KI碼(ma)是(shi)唯(wei)一的(de)。TMSI是(shi)隨時(shi)變動的(de)。但IMSI很用以被復制。KI碼(ma)需要攻(gong)擊算號(hao)才出來。TMSI是(shi)電(dian)信服務商發給的(de)。

1、手機開機后(hou)會(hui)從SIM卡中讀取IMSI(15個數字(zi))和TMSI(4字(zi)節)；

2、手機登(deng)錄網絡時，將(jiang)會IMSI或TMSI發(fa)給網絡；

3、網絡(luo)判(pan)斷到該IMSI或(huo)TMSI有效，要生成一個128bit的RAND，然(ran)后發給手機；

4、手機收到RAND后，將(jiang)RAND發(fa)給SIM卡；

5、SIM以(yi)里面的(de)KI為密鑰對RAND進行A3A8運算，生(sheng)成(SRES+Kc)；

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

7、網絡自己進(jin)行(xing)一次(ci)A3A8運算(suan)，如果結果與(yu)手(shou)機返回的SRES相同(tong)，則認(ren)為該用戶合法。

熟知這(zhe)個原(yuan)理之后，一些有鎖(suo)手(shou)(shou)機(ji)的(de)卡(ka)(ka)貼(tie)、寫(xie)卡(ka)(ka)解卡(ka)(ka)等手(shou)(shou)段(duan)的(de)解鎖(suo)均是(shi)(shi)從這(zhe)幾(ji)個步驟發(fa)展而(er)來。以有鎖(suo)at&t合(he)約iPhone為(wei)(wei)例，需要登陸(lu)中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)移動網(wang)(wang)絡。iPhone是(shi)(shi)利用(yong)要at&t卡(ka)(ka)的(de)IMSI在中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)移動的(de)網(wang)(wang)絡里取得進網(wang)(wang)許可，首先(xian)利用(yong)卡(ka)(ka)貼(tie)或者寫(xie)卡(ka)(ka)解卡(ka)(ka)等手(shou)(shou)段(duan)寫(xie)進at&t的(de)IMSI碼，向中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)移動發(fa)送此IMSI碼，此時(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)移動認為(wei)(wei)這(zhe)個卡(ka)(ka)是(shi)(shi)at&t國(guo)際漫游過(guo)來的(de)，就分配(pei)給他一個TMSI（臨時(shi)的(de)IMSI），此時(shi)TMSI與IMSI配(pei)合(he)登錄個人帳(zhang)戶系統的(de)時(shi)候中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)移動發(fa)現他是(shi)(shi)國(guo)內的(de)用(yong)戶，繼而(er)開(kai)放權限，按照正常帳(zhang)戶處理了。

當然這只是(shi)(shi)(shi)最簡單的(de)(de)(de)解(jie)(jie)鎖(suo)方(fang)法，其中卡貼(tie)是(shi)(shi)(shi)比較簡單的(de)(de)(de)解(jie)(jie)鎖(suo)方(fang)式，但是(shi)(shi)(shi)有可能(neng)存在信號與穩定問題，而寫卡解(jie)(jie)卡能(neng)夠比較好(hao)解(jie)(jie)鎖(suo)手機，但是(shi)(shi)(shi)其破(po)解(jie)(jie)過(guo)程，當中的(de)(de)(de)KI碼(ma)攻克(ke)是(shi)(shi)(shi)比較困難的(de)(de)(de)事情，只有獲取(qu)(qu)了KI碼(ma)，才有可能(neng)獲取(qu)(qu)內部的(de)(de)(de)IMSI碼(ma)，加上隨著加密技術(shu)的(de)(de)(de)不斷發展，現在有很(hen)(hen)大一部分的(de)(de)(de)新SIM卡均很(hen)(hen)難進行破(po)解(jie)(jie)寫卡。

六、SIM卡常見故障

1、每當手(shou)機(ji)打開(kai)(kai)時，手(shou)機(ji)都(dou)要(yao)與SIM卡(ka)進行數據交流。沒插(cha)卡(ka)時，這(zhe)(zhe)些信號是不會送出的。當手(shou)機(ji)插(cha)入(ru)SIM卡(ka)后(hou)無任何反(fan)應或插(cha)入(ru)SIM卡(ka)顯示出錯時，這(zhe)(zhe)可能(neng)是因為(wei)SIM卡(ka)開(kai)(kai)關不良或接觸不良或使用(yong)(yong)廢卡(ka)產生的。如(ru)果換新(xin)卡(ka)后(hou)故(gu)障(zhang)仍然存在(zai)，那(nei)么(me)故(gu)障(zhang)一般發生在(zai)SIM卡(ka)供(gong)(gong)電(dian)部分。在(zai)SIM卡(ka)插(cha)座的供(gong)(gong)電(dian)端、時鐘端、數據端，開(kai)(kai)機(ji)瞬(shun)間(jian)可用(yong)(yong)示波器觀(guan)察到讀卡(ka)信號，如(ru)無此信號，應為(wei)SIM卡(ka)供(gong)(gong)電(dian)開(kai)(kai)關周(zhou)邊(bian)電(dian)阻(zu)電(dian)容元件與卡(ka)脫焊問題。

2、如SIM卡(ka)在一(yi)部手機(ji)上(shang)(shang)可(ke)用(yong)，在另一(yi)部手機(ji)上(shang)(shang)不能用(yong)，可(ke)能是在手機(ji)中(zhong)已經設置了“網(wang)絡(luo)限制(zhi)(zhi)”和“用(yong)戶限制(zhi)(zhi)”功(gong)(gong)能。這可(ke)以通(tong)過16位網(wang)絡(luo)控制(zhi)(zhi)碼（NCK）或用(yong)戶控制(zhi)(zhi)碼（SPCK）啟(qi)動(dong)該(gai)手機(ji)的限制(zhi)(zhi)功(gong)(gong)能，這需(xu)要網(wang)絡(luo)運(yun)營商解決(jue)。另外(wai)，這種故障也可(ke)能是SIM卡(ka)供電偏低或接觸不良造成的。

3、一般SIM卡(ka)(ka)(ka)的(de)檢測(ce)(ce)(ce)需要再(zai)初始開(kai)(kai)機(ji)(ji)時(shi)(shi)執行，當(dang)開(kai)(kai)機(ji)(ji)檢測(ce)(ce)(ce)不(bu)到SIM卡(ka)(ka)(ka)存(cun)在(zai)時(shi)(shi)，將(jiang)提示(shi)“插(cha)(cha)入SIM卡(ka)(ka)(ka)”；如果檢測(ce)(ce)(ce)SIM卡(ka)(ka)(ka)已(yi)存(cun)在(zai)，但機(ji)(ji)卡(ka)(ka)(ka)之間的(de)通信(xin)(xin)不(bu)能(neng)實現，會顯(xian)示(shi)“檢查SIM卡(ka)(ka)(ka)”；當(dang)SIM卡(ka)(ka)(ka)對開(kai)(kai)機(ji)(ji)檢測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)號沒有響應時(shi)(shi)，手機(ji)(ji)也會提示(shi)“插(cha)(cha)入SIM卡(ka)(ka)(ka)”；當(dang)SIM卡(ka)(ka)(ka)在(zai)開(kai)(kai)機(ji)(ji)使(shi)用過程中掉出、由于松動接觸不(bu)良或使(shi)用報廢卡(ka)(ka)(ka)時(shi)(shi)，手機(ji)(ji)會提示(shi)“SIM卡(ka)(ka)(ka)錯誤”。

七、剪卡需要注意的問題

前面我(wo)們(men)已經了解到SIM卡的(de)(de)(de)物理與(yu)內(nei)部的(de)(de)(de)結構，其(qi)真正(zheng)起到作(zuo)用的(de)(de)(de)是很(hen)小(xiao)的(de)(de)(de)一部分(fen)，其(qi)余的(de)(de)(de)金屬與(yu)塑料均是無意義的(de)(de)(de)封(feng)裝面積。

剪(jian)(jian)(jian)卡(ka)(ka)前，我們需要(yao)(yao)分(fen)辨SIM卡(ka)(ka)的(de)類型(xing)，早期的(de)SIM卡(ka)(ka)與(yu)現(xian)在SIM卡(ka)(ka)，表面(mian)的(de)結構與(yu)連接(jie)線是不一樣的(de)。SIM卡(ka)(ka)金屬部(bu)分(fen)，有位置(zhi)的(de)接(jie)線是沒(mei)有功用的(de)，因此裁剪(jian)(jian)(jian)去也并(bing)不會對SIM卡(ka)(ka)產生影響。只要(yao)(yao)裁剪(jian)(jian)(jian)的(de)時(shi)候(hou)注(zhu)意保(bao)持(chi)SIM卡(ka)(ka)有功用的(de)接(jie)線位置(zhi)保(bao)持(chi)完整即(ji)可。按照現(xian)在來看(kan)，較新的(de)SIM卡(ka)(ka)都可以進行(xing)裁剪(jian)(jian)(jian)操作，只有年代較為久遠的(de)才需要(yao)(yao)進行(xing)SIM卡(ka)(ka)的(de)更換。

剪(jian)(jian)卡(ka)(ka)的(de)(de)(de)方法(fa)有比較多種，最直接粗暴(bao)的(de)(de)(de)便是(shi)利(li)用(yong)剪(jian)(jian)刀，按照SIM卡(ka)(ka)貼紙來(lai)進行裁(cai)剪(jian)(jian)，過程中需(xu)要適當剪(jian)(jian)大一(yi)(yi)些，好(hao)進行后(hou)期的(de)(de)(de)打磨(mo)(mo)調(diao)整。此外直接購買剪(jian)(jian)卡(ka)(ka)器也是(shi)一(yi)(yi)件(jian)更方便的(de)(de)(de)事情，現在市面上有Micro SIM與Nano SIM兩種剪(jian)(jian)卡(ka)(ka)器。前者可(ke)(ke)以輕(qing)松裁(cai)剪(jian)(jian)好(hao)，只(zhi)需(xu)進行邊緣的(de)(de)(de)稍微打磨(mo)(mo)即可(ke)(ke)使用(yong)，而Nano SIM卡(ka)(ka)裁(cai)剪(jian)(jian)后(hou)，由于其厚度(du)要更加薄，因此打磨(mo)(mo)方面需(xu)要多花一(yi)(yi)些功夫與時(shi)間(jian)。