Question

SIM卡的原理

SIM是通过什么确认单一身份的也就是一卡对一号

Answer 1

科普中国·科学百科：SIM卡

Answer 2

了解SIM卡
——一、SIM卡的基本组成
——SIM卡是带微处理机的芯片卡，它由CPU、工作存储器RAM、程序存储器ROM、
数据存储器EEPRoM和串行通
信单元5个模块组成，这5个模块集成在一块集成电路中。例如Motorola公司的SC
21 SIM卡，其CPU为68H05，
RoM为6144比特，RAM为12比特，EEPROM为2992比特可擦除，16比特不可擦除，它
们集成在一片集成电路中。目
前市场上几种主要SIM卡的结构数据如表1所示。

表一：几种主要SIM卡的结构数据
厂商 SIM卡型号 CPU ROM RAM EEPROM

MOTOROLA SC21 8位 6k比特 128K比特 3k比特
SC27 8位 12K比特 240K比特 3k比特
SC28 8位 16k比特 240k比特 8k比特
Hitachi H8/3101 8／16位 10k比特 256k比特 8k比特
Thomson ST16612 8位 6k比特 128k比特 2k比特
ST16 8位 16k比特 256k比特 8k比特

——二、SIM卡中的用户信息
——SIM卡上包含了所有属于本用户的信息。它是一张符合GSM规范的“智能”卡
，它内部包含了与用户有
关的，被存储在用户这方的信息，包括：
A、鉴权和加密信息Ki（Kc算法输入参数之一、密钥号）；
B、国际移动用户号（IMSI）；
C、A3：IMSI认证算法；
D、A5：加密密钥生成算法；
E、A8：密钥（Kc）生成前，用户密钥（Kc）生成算法。
F、呼叫限制信息、缩位拨号信息，此外，为了网络操作运行， SIM还应能存储一
些临时数据，即：临时移
动台识别号（TMSI）、区域识别码（LAI）、密钥（Kc）。
——GSM手机要想得到GSM系统的服务需要插入SIM卡，才能使用手机。当然使用"
112" 是可以不用SM卡的，
这在维修中非常有用，如果可以使用“112”，就说明手机的接收、发送电路没有
大的故障。
——SIM卡的应用，使手机不固定地“属于”一个用户，若手机将别人的“SIM"卡
插进去打电话，营业部门
只收该卡产权用户的话费，换句话说，就是插谁的卡打电话，就收谁的费。GSM系
统是通过SIM卡来识别GSM手
机用户，而不是靠手机来识别用户。
——目前，营业部门没有对手机的国际移动设备识别（IMEI）码实行鉴别，如果
实行鉴别，带机人网的用户
数量可能会下降，不利于吸引更多的用户使用GSM手机。
——个人识别码（PIN）是SIM卡内部的一个存储单元，错误地输入P1N码3次，将
会导致“锁卡”的现象，此
时只要在手机键盘上按一串阿拉伯数字（PUK码，即帕克码），就可以解锁。但是
用户一般不知道PUK码。要
特别注意：如果尝试输入10次仍未解锁，就会“烧卡”，就必须再去买张新卡了
。设置PIN可防止SIM卡未经
授权而使用。一般情况下不要改动PIN码，SIM出厂设置的PIN码都为“1234”。

——每当移动用户重新开机时，GSM系统与手机之间要自动鉴别SIM卡的合法性，
即和手机对一下“口令”，
只有在系统认可之后，才为该移动用户提供服务，系统分配给用户一个临时号码
（TMSI），在待机、通话中
使用的仅为这个临时号码，这就增加了保密度。
——三、SIM卡的电气连接
——SIM卡在与手机连接时，最少需要5个连接线，如下图1：

1、电源Vcc
2、时钟（CLK）
3、数据I/O （Data）
4、复位（RST）
5、接地端（GND）

——SIM卡通过读卡器端口与手机及GSM系统联系，使用时要小心，不要用手去摸
上面的触点，以防止静电损
坏，更不能折叠。如果SIM卡脏了，可用酒精棉球轻擦。
——SIM卡触点的功能如上图所示：从其上缺角的一边开始,分别为I/O、Vpp、 G
ND；另边则为CLK， RESET，
Vcc，其余两个点没有用上。
——每当开机时，手机都要与SIM卡进行数据交流，用示波器可以在SIM卡座上测
到一些数据信号，没插卡时，
这些信号不会送出。可谓“瞬间即逝”，但可以用示波器捕捉到，以此判别SIM卡
电路有无故障。

表14 sIM卡触点电性能表

触 点
低电平
高电平

Vcc

U＝＋5V+-10%, I＝10mA

RST
-0.3V<U<0.6V,I=200uA
4V<U<Vcc, I= 20uA

CLK
-0.3V<U<+0.6V,I＝200uA
-2.4V<U<VCC, I=200uA

Vpp

＋5v ＋- 10%

GND

I/O 输入
0V《U〈0.4V，I=1mA
0.7V《U〈Vcc，I=20uA

输出
0V《U〈0.8，I=1mA
3.8V《U〈Vcc，I=20uA