SIM卡的发展历程
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长期以来,SIM卡被广泛应用于手机、POS机等通信终端之中。随着需求的不断变化,SIM卡从最早的1FF的原卡,到早期常用的Mini-SIM卡和Micro-SIM卡一直发展到现在最流行的4FF标准的Nano-SIM卡,面积越来越小、触点越来越少、卡片越来越薄。在物理形态发生变化的同时,SIM卡还出现了由实变虚的趋势。
全球各类SIM卡出货量变化
各类SIM卡标准形成时间及面积变化
在上述过程中,SIM卡的功能也随之发生了一定程度的变化。如STK(SIMToolKit,SIM卡应用发展工具)等增值功能一度被植入其中,但其基本的身份标识、鉴权认证和安全加密功能始终没有改变:
(1)存储用户数据
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ME(MobileEquipment)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)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。其中,PIN码承担着SIM卡保护的功能,只有当用户输入正确的PIN码时,SIM卡才能被启用,移动终端才能对SIM卡进行存取,也只有PIN认证通过后,用户才能上网通话。
(2)用户身份鉴权
鉴权过程是在网络和SIM卡之间进行的,而鉴权时间一般是在移动终端登记入网和呼叫时。鉴权开始时,网络产生一个128比特的随机数RAND,经无线电控制信道传送到移动台,SIM卡依据卡中的密钥Ki和算法A3,对接收到的RAND计算出应答信号SRES,并将结果发回网络端。而网络端在鉴权中心查明该用户的密钥Ki,用同样的RAND和算法A3算出SRES,并与收到的SRES进行比较,如一致,鉴权通过。
SIM卡鉴权过程
(3)保密算法及密钥
SIM卡中最敏感的数据是保密算法A3、A8、密钥Ki、PIN、PUK和Kc。A3、A8算法是在生产SIM卡时写入的,无法读出。PIN码可由用户在手机上自己设定,PUK码由运营者持有,Kc是在加密过程中由Ki导出的。全部的算法及密钥共同保护着SIM卡信息及通信的安全。
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