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小諸葛

手機是我們每天必不可少的東西，對于手機來說，SIM卡可以說是和手機密不可分的，我們去營業廳辦理電話卡時，都會拿到一張卡片，然後安裝到手機中就可以打電話上網了，那麼這樣一張小小的卡片到底是什麼呢，它有什麼作用呢，是如何工作的呢，今天就來說一說。

SIM卡的尺寸

SIM分為三種尺寸，早年間最為常見的就是最上方的那種，尺寸為25mm×15mm×0.8mm；後來出現了更加小巧的Micro SIM卡，尺寸為12x15mm×0.8mm，這種卡也是目前也經常在使用的；而近來又出現了一種更加小巧的Nano SIM卡，尺寸隻有2.3mm×8.8mm×0.7mm。

SIM卡的構造

SIM卡是帶微處理機的芯片卡，它由CPU、工作存儲器RAM、程序存儲器ROM、數據存儲器EEPRoM和串行通信單元5個模塊組成，這5個模塊集成在一塊集成電路中。所以SIM卡不僅可以存儲記錄信息，還能夠進行一些簡單的運算的。這個過程下面會具體介紹。

5個模塊集成在一塊集成電路中

SIM卡與手機連接時，至少需要5跟連接線，分别是——

1、電源Vcc 2、複位（RST）3、時鐘（CLK） 4、接地端（GND）6、數據I/O （Data）。

大家想一想，對于SIM卡來說，最重要的就是建立和運營商的聯系了，讓運營商識别出來你的手機和你的号碼，這樣才能為你提供服務，那麼SIM卡是如何工作和運營商建立聯系的呢？

SIM卡上包含了所有屬于本用戶的信息。其中包括：

A、鑒權和加密信息Ki（Kc算法輸入參數之一、密鑰号）；

B、國際移動用戶号（IMSI）；

C、A3：IMSI認證算法；

D、A5：加密密鑰生成算法；

E、A8：用戶密鑰（Kc）生成算法。 ①IMSI是你手機的全球唯一的标志号，這個是用來唯一标識你SIM卡的，每次我們開機連接網絡時，就會将這個IMSI數字串發給運營商，運營商與自己客戶的IMSI庫進行比對，這樣就可以确認是哪個運營商的了，比如你插了聯通的卡，聯通通過比對發現你是他家用戶，就會進行下一步聯系，而移動和電信就不會繼續關聯你了。這個IMSI是和你擋住辦理号碼時的信息綁定，這樣即使你丢了SIM卡補辦後，新手機卡有一個新的IMSI信息，運營商會将新的IMSI信息和你的信息綁定，這樣舊的卡片每次在開機識别時，就會被系統自動識别為過期卡片不進行服務。

②因為這個IMSI信息是可以讀取呢，那麼就存在複制卡片的情況，比如你把IMSI信息考錄到另外一張卡片上，那麼你的SIM卡就被複制了，為了防止這樣的事情，就有了第二步的驗證信息。上面我們提到了SIM卡裡有Ki加密信息和A3加密算法，這是一個保密的加密程序，當第①步驗證成功後，運營商會發送一個16字節的随機數據給你，你的SIM卡就會利用Ki加密信息和A3加密算法進行處理，然後回傳給運營商；運營商本身也有同樣的Ki加密信息和A3加密算法，做同樣的驗證處理，如果手機回傳的加密處理的16字節的數據和運營商處理的一樣，說明這張SIM卡是經過認證的SIM卡（Ki是保密的，所以仿制的SIM卡對于16字節的數據無法和運營商處理出同樣的結果，無法通過驗證）。

③在移動網絡發送16字節驗證信息時，SIM卡對這個信息和Ki計算出另一個密鑰以供全程通信加密使用，通常叫做Kc，生成Kc的算法是A8：用戶密鑰（Kc）生成算法。

④除了每次開機聯網時進行驗證時，通話信息也會被加密，就是利用的A5：加密密鑰生成算法，它會将通話信息進行加密，隻有你的網絡運營商才能破解你的通話信息。由于語音通話信息量巨大，SIM的簡單處理能力并不能夠完成，所以這個加密處理是在手機上完成的。

PIN碼是指SIM卡的密碼，存在于SIM卡中，其出廠值為1234或0000。激活PIN碼後，每次開機要輸入PIN碼才能登錄網絡。PUK碼是用來解PIN碼的萬能鑰匙，共8位。用戶是不知道PUK碼的，隻有到營業廳由工作人員操作。當PIN碼輸錯3次後，SIM卡會自動上鎖，此時隻有通過輸入PUK才能解鎖。PUK碼共有10次輸入機會。PUK密碼輸錯10次後，SIM卡會自動啟動自毀程序，使SIM卡失效。此時，隻有重新到營業廳換卡。