SIM卡在手機中的主要作用
文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2012年02月23日
SIM卡作為智能卡的一種，其作用依舊被限定在數據存儲和加解密處理方面。
在移動(dòng)通訊初期沒(méi)有SIM卡的概念，當時(shí)采用的是機號一體的方式(后來(lái)對于CDMA技術(shù)而言出現了機卡分離和機卡一體的說(shuō)法，早期還沒(méi)有SIM卡的概念，也就無(wú)從談起機卡一體)，需要通過(guò)燒號(從某種意義上講，就是把手機的某個(gè)存儲區寫(xiě)入指定的數據內容)才能把號碼和手機匹配起來(lái)。國內早期的大哥大就是這種方式，后來(lái)的小靈通也曾經(jīng)采用這樣的方式。其缺點(diǎn)就是更換手機比較繁瑣，而且因為有燒號操作，所以孖機現象普及，手機被盜打猖獗。
所以就需要尋找一種能夠更安全的存儲載體，來(lái)儲存這些敏感信息，并且完成一定的加解密功能。
剛好在這個(gè)時(shí)候，智能卡技術(shù)開(kāi)始成熟。所以人們很自然地希望能夠憑借智能卡來(lái)改進(jìn)原來(lái)移動(dòng)通訊中的安全缺陷。于是歐洲電信標準化委員會(huì )ETSI，就制定了一系列的關(guān)于SIM卡的標準。詳細描述了SIM卡中需要存儲的數據內容和格式，以及SIM卡在用戶(hù)使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)過(guò)程中應該發(fā)揮的作用。
在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )中SIM卡主要有三方面的作用：用戶(hù)身份鑒權、數據信息存儲、利用STK提供增值服務(wù)。
從外形看SIM卡分為大卡(ID-1卡，大小和信用卡一致)，以及小卡(Plug-in卡，SIM卡上被沖孔切割下來(lái)的部分)。除了早期的手機支持大卡外，目前幾乎所有的手機只支持小卡。
GSM網(wǎng)絡(luò )的鑒權采用的是Comp128-1/2/3算法，也就是所謂的A3A8算法。而CDMA采用的是CAVE算法，3G網(wǎng)絡(luò )采用的是MILENAGE算法。雖然具體算法存在差異，但是鑒權過(guò)程大同小異，以Comp128為例主要的鑒權流程如下：
SIM卡鑒權流程
其中的國際移動(dòng)用戶(hù)唯一識別碼IMSI(International Mobile Subscriber Indentity)和密鑰Ki是需要安全存儲的保密數據，如果IMSI和Ki泄漏，那么這張SIM卡就算被破譯了，通常對于采用Comp128-1算法的SIM卡大約需要3-10個(gè)小時(shí)就可以通過(guò)碰撞攻擊的方式破譯，而對于Comp128-2/3算法目前還沒(méi)有什么有效的破譯手段。
鑒權時(shí)從網(wǎng)絡(luò )端生成一個(gè)隨機數RAND，利用SIM卡中存儲的IMSI和Ki計算出鑒權結果SRES以及通話(huà)加密密鑰Kc，如果SIM卡計算的SRES和網(wǎng)絡(luò )計算的SRES相同，則鑒權成功。因為手機用戶(hù)可以漫游，所以參與鑒權的主要網(wǎng)絡(luò )單元包括訪(fǎng)問(wèn)地注冊中心VLR(Visited Location Register)、移動(dòng)交換中心MSC(Mobile Switching Center)、歸屬地注冊中心HLR(Home Location Register)、鑒權中心AuC(Authentication Center)。
在手機開(kāi)機的時(shí)候，首先要讀取SIM卡中存儲的一系列服務(wù)信息，然后進(jìn)行登網(wǎng)鑒權，如果鑒權成功則會(huì )顯示當前運營(yíng)商的名稱(chēng)，這時(shí)用戶(hù)就可以進(jìn)行正常的操作了。為了防止用戶(hù)在登網(wǎng)之后拔掉SIM卡，手機在一定時(shí)間間隔內會(huì )發(fā)送一條查詢(xún)指令，察看目前SIM卡的狀態(tài)，一旦發(fā)現SIM卡沒(méi)有回送正確的應答，那么就切斷和網(wǎng)絡(luò )之間的聯(lián)系，提示插入SIM卡。有些SIM卡和手機之間因為匹配的問(wèn)題，明明SIM卡在手機中插的好好的也會(huì )提示“插入SIM卡”，就是因為手機在查詢(xún)期間沒(méi)有得到正確的SIM卡應答。
下圖描述了SIM卡中存儲的主要文件內容，其中SMS是短信息文件，ADN是電話(huà)簿文件。其他文件含義在ETSI 11.11規范中都有詳細的定義。
SIM卡文件內容簡(jiǎn)圖
