技術分析:手機通訊身份證之SIM卡



  日常我們使用手機,SIM卡是手機的必須,沒有了它就不能接入網路運營商進行通訊服務。SIM卡作為網路運營商對於我們身份辨別的證件,其起到了重要的作用。接下來一起瞭解這細小但大有文章的SIM卡。

  SIM卡

  SIM卡是(Subscriber Identity Module 客戶識別模組)的縮寫,也稱為智慧卡、使用者身份識別卡,GSM數位行動電話機必須裝上此卡方能使用。它在一電腦晶片上存儲了數位行動電話客戶的資訊,加密 的金鑰以及使用者的電話簿等內容,可供GSM網路用戶端身份進行鑒別,並對客戶通話時的語音資訊進行加密。

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標準SIM卡

  SIM卡主要用於GSM系統,但是相容的模組也用於UMTS的UE(USIM)和IDEN電話。有人把CDMA2000和cdmaOne的RUIM卡和 UIM卡,也稱作SIM卡,雖然兩者作用類似,並遵守了一樣的所有機械、電氣標準和部分軟體標準,但是上層應用並不一定相容。SIM由CPU、ROM、 RAM、EEPROM和I/O電路組成。使用者使用SIM時,實際上是手機向SIM卡發出命令,SIM卡應該根據標準規範來執行或者拒絕;SIM卡並不是單 純的資訊儲存體。

  SIM卡在GSM系統中的應用,使卡和手機分離,SIM卡唯一標識一個客戶。一張SIM卡可以插入任何一部GSM手機 中使用,而使用手機所產生的通信費則自己記錄在該SIM卡所唯一標識的客戶帳上。SIM卡容量有8K、16K、32K、64K,其中512k以上的大容量 的SIM卡統稱為STK卡。

  SIM卡物理結構

  現在SIM卡擁有四種的物理結構,最早的版本的尺寸是與標準信用卡相同(85×54×0.78毫米),觸點則符合ISO 7816對ID-1型IC卡的規定。

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現時四種大小的SIM卡類型

  由於手機小型化,目前的SIM卡,又稱「Mini SIM」,一般裁剪為25×15毫米的插入式。發售時一般嵌在一個ID-1型卡中,使用前沿著預製切口取下。

  2010年,歐洲電信標準協會(European Telecommunications Standards Institute)再從Mini SIM發展出縮小為15×12毫米的「Micro SIM」卡,Micro SIM卡首次使用在蘋果公司所推出的iPad及iPhone 4,後續iPhone 4S、iPad 2等眾多智慧手機都有採用。

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現在SIM卡均提供多種尺寸選擇

  2011年,蘋果公司提出「Nano SIM」卡(8.8×12.3毫米)標準,經過2012年的一番競爭,該標準被歐盟採納為4FF標準。「Nano SIM」卡最早被應用在iPhone 5與iPad mini。

  SIM卡原理與內部結構

  SIM卡實際是裝有微處理器的晶片卡,在這裡面存儲了數位行動電話客戶的資訊,加密的金鑰以及使用者的電話簿等內容,可供GSM網路用戶端身份進行鑒別,並對客戶通話時的語音資訊進行加密。

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SIM卡接線位置

  它的內部有5個模組,並且每個模組都對應一個功能:微處理器CPU(8位)、程式儲存體ROM(3~8kbit)、工作儲存體 RAM(6~16kbit)資料儲存體EEPROM(128~256kbit)和串列通信單元。這5個模組被膠封在SIM卡銅制介面後與普通IC卡封裝方 式相同。這5個模組必須集成在一塊積體電路中,否則其安全性會受到威脅,因為晶片間的連線可能成為非法存取和盜用SIM卡的重要線索。

  SIM卡的供電分為5V(1998年前發行)、5V與3V相容、3V、1.8V等,現在的Micro SIM與Nano SIM卡均是1.8V,要求手機產生的SIM卡供電電壓與該SIM卡所需的電壓相匹配。SIM卡插入手機後,電源埠提供電源給SIM卡內各模組。

  SIM卡在與手機連接時,最少需要5個連接線:電源(Vcc) 、時鐘(CLK) 、資料I/O口(Data) 、重定(RST) 、接地端(GND),如下圖:

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SIM卡接線位置

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SIM卡接線位置

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