SIM卡的工作原理
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发布时间：2022-04-19 14:19
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时间：2023-10-04 18:07
SM卡的具体工作原理如下：
1、工作方式
当处于工作方式时，完成与手机之间的信息传输。
2、空闲方式
当处于空闲方式时，将保持所有相关数据，并支持其内部处于全休眠、指令休眠或时钟休眠等方式，以有效地节省电能。
SIM卡的功能配置：
1、业务表
用于识别在SIM卡中已分配的和已激活的业务。这些业务是移动开发所需要的业务，如电信目录下的各种业务。
2、国际移动开发识别
用于存储国际移动开发身份的字段，IMSI最长可由15位设置组成，每位数字需4比特容量，共需9字节容量，为了它的安全性，则在空中接口传输一次，以后均由可变化的TMSI来替代。
3、闭锁PLMN网路
用于存储4个不允许移动设备自动进入的PLMN网路，因每个PLMN由移动国家码（MCC）和移动网路码（MNC）表示需要3字节的容量，所以共需12字节的容量。
4、PLMN选择器
用于客户或运营者选择使用PLMN网路的优先次序。至少能存储8个PLMN代号，每个需要3字节容量，共24字节的容量。
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时间：2023-10-04 18:07
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*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
参考资料：http://www.moon-soft.com
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时间：2023-10-04 18:08
科普中国·科学百科：SIM卡
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时间：2023-10-04 18:08
SIM卡存储的数据可分为四类：第一类是固定存放的数据。这类数据在移动电话机被出售之前由SIM卡中心写入，包括国际移动用户识别号（IMSI）、鉴权密钥（KI）、鉴权和加密算法等等。第二类是暂时存放的有关网络的数据。如位置区域识别码（LAI）、移动用户暂时识别码（TMSI）、禁止接入的公共电话网代码等。第三类是相关的业务代码，如个人识别码（PIN）、解锁码（PUK）、计费费率等。第四类是电话号码簿，是手机用户随时输入的电话号码。用户全部资料几乎都存储在SIM卡内，因此SIM卡又称为用户资料识别卡。
SIM卡最重要的一项功能是进行鉴权和加密。当用户移动到新的区域拨打或接听电话时，交换机都要对用户进行鉴权，以确定是否为合法用户。这时，SIM卡和交换机同时利用鉴权算法，对鉴权密钥和8位随机数字进行计算，计算结果相同的，SIM卡被承认，否则，SIM卡被拒绝，用户无法进行呼叫。SIM卡还可利用加密算法，对话音进行加密，防止窃听。
数字移动电话手机只有装上SIM卡后才能使用，否则只是一部“裸机”，只能拨通网络中心许可的几个紧急号码，如110、119等。当SIM卡被插入任何一部符合数字移动电话系统规范的移动电话手机时，就可接打电话。通话费自动记入持卡人的帐单上，而与移动电话手机无关。
为了防止手机丢失后被盗用，每张SIM卡都可设置一个密码，即个人识别码（PIN码），用来对SIM上锁。它是由用户自己设定的，且可以随时更改。只有当用户输入正确的密码后，手机才能进入正常使用状态。连续三次输入错误的个人密码，手机便会将SIM卡锁住。要解锁，必须使用解锁码。如果你忘了这个号码，或SIM卡丢失，则需带齐开户资料，携机到当地的无线营业厅解锁或挂失。拆开SIM卡，里边有三种材料：表面金属线路板、IC集成电路、黑色保护硬胶。三种材料各司其职，表面金属线路板负责IC与手机的传输工作，黑色保护硬胶纯为保护IC，而IC正是整块SIM卡的灵魂所在。一张SIM卡，如非刻意破坏折曲，正常使用十年以上，完全没有问题。
每张SIM卡完成制作工序后，IC内的记忆是空白一片的，其时制造商就会按不同网络商要求将写下的Software，下载入SIM卡内，当中包括该卡的SerialNumber、网络商提供的服务、电话簿、SIMToolKit等项目。网络商一旦收到SIM卡，首先就会将SIM卡的SerialNumber，与手头上的电话号码在电脑上作联结。
热心网友
时间：2023-10-04 18:09
——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*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
