简介

SIM(subscriber identification module,客户识别模块)是一个能够安全储存移动通讯配置的IC。

然而,SIM卡是2G网络时代下的叫法,因为SIM由硬件和软件组成。而在3G时代,SIM变成了纯应用程序,和CSIM,USIM一样,可以运行在UICC里面,UICC(universal integrated circuit card,通用集成电路卡)就是我们手机里插的所谓SIM卡(SIM card),属于IC智能卡的一种,下图包含多种智能卡。
smart_card
SIM卡的叫法沿用至今,是不准确的,应该叫UICC,但是为了用户体验,厂商还是称作SIM卡,所以后面说的SIM卡就是指UICC智能卡。

存储

SIM卡有数据存储的功能,存放了用来识别和验证客户端的配置信息。

  • ICCID(integrated circuit card identifier,IC卡识别码)
  • IMSI(international mobile subscriber identity,国际移动用户识别码)
  • [Authentication Key] 是GSM网络下的一个128位鉴权key,因为GSM算法存在漏洞,导致key被泄漏从而可以复制SIM卡。

目前找回丢失手机原理,就是通过查IMEI对应的ICCID锁定手机号,这个ICCID就是新插入SIM卡的识别码。

SIM卡的IC包括CPU、ROM、RAM、EEPROM和I/O,尺寸也是越做越小,直到2016年出现的e-SIM。

sim_card_iteration

Embedded-SIM/embedded universal integrated circuit card
嵌入式SIM(Embedded-SIM,又称eSIM,e-SIM),也叫做eUICC。是芯片格式的SIM卡,大多数采用SON-8封装。
SON-8

eSIM是下一代SIM卡技术,遵循GSMA(全球移动通信系统协会,GSM Association)规范,核心思想是将SIM卡硬件(eUICC)的生产与运营商数据(Profile)的生产分离。
运营商通过空中写卡方式将Profile下载,非常安全,不会被中间人攻击。

优点:

  1. 摆脱SIM卡限制,方便携号转网。
  2. 包含其他安全信息,可以进行私有网络认证。
  3. 弃用卡槽和IC卡。成本降低,节省空间。
  4. 在运营平台就能开卡,压缩了制卡的流程。

局限:

  1. 不支持双卡双待。
  2. 目前国内集成eSIM卡的设备,普遍是由运营商或指定网络服务方牵头的,无法转网。

所以目前只有物联网设备使用eSIM。

eSIM与SIM卡的引脚定义
esim_pin_assigment
根据引脚定义可以把eSIM飞线到SIM卡槽上,RST引脚可以不接。
jump_wire

在安全方面,SIM卡使用的是单向鉴权机制:在接入网络时只对SIM卡做身份认证,曾有黑客表示可以在短时间内远程控制任何一个SIM卡号码,甚至复制。而USIM卡使用的则是双向鉴权机制:通过AUTN(认证令牌)实现用户和网络的鉴权,接入网络时不仅对USIM卡进行身份认证,USIM卡同时也要对网络进行身份认证,因此可大幅提升破解难度,还能有效地识别或屏蔽伪基站,提升网络通讯的安全。

参考

eSIM安全性分析及实现方案研究