1、SIM卡的提出

早期的手機智能卡（這里將GSM使用的SIM卡和CDMA使用的UIM卡統(tǒng)稱為智能卡）受卡內(nèi)處理器能力所限，僅用于用戶身份識別、語音加密、電話號碼與短信的貯存。隨著卡內(nèi)CPU運算能力的提高與存貯器容量的增加，產(chǎn)生了智能卡應(yīng)用工具箱（STK/UTK）技術(shù)。STK/UTK技術(shù)提供了在規(guī)范環(huán)境下開發(fā)智能卡應(yīng)用的新途徑。

使用用戶識別模塊（SIM，Subscriber Identity Module）的最初目的是，用一種安全、可靠的方式標識一個特定移動用戶對網(wǎng)絡(luò)的連接。為了達到這個目的在卡內(nèi)存儲了國際移動用戶識別碼（IMSI）和用戶密鑰，這兩組號碼對每個用戶而言是唯一的。只要用戶終端不關(guān)機，且在服務(wù)區(qū)內(nèi)，SIM卡就一直保持著與網(wǎng)絡(luò)的連接，正是因為有這種具有認證與定位功能的連接，使得用戶終端可以在全世界不同運營商的網(wǎng)絡(luò)間進行漫游。從移動運營商的角度來看更重要的是，SIM卡能跟蹤與記錄用戶的網(wǎng)絡(luò)使用情況和漫游行為，從而能夠準確地進行計費。

SIM卡實質(zhì)上是一個微處理機。多數(shù)SIM卡具有16K字節(jié)內(nèi)存，CPU運行速度為每秒二分之一MIP（Million Instruction per Second 每秒百萬條指令），由于SIM卡的運算能力和內(nèi)存容量有限，其卡片操作系統(tǒng)（COS：Card Operation System）和應(yīng)用程序必須使用最簡潔的代碼。早期為128KB內(nèi)存的SIM卡，隨后32KB和64KB內(nèi)存的SIM卡也開始大量商用。

2、SIM卡應(yīng)用的提出

移動網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)與理念上不同于Internet，運營商在移動網(wǎng)絡(luò)中投入了大量資金。一方面為了維護網(wǎng)絡(luò)安全和正確收費，他們嚴格的控制著SIM卡；另一方面為了吸引CP、SP加入到移動增值業(yè)務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈，他們又不得不在一定程度上開放SIM卡，因此他們逐漸為開發(fā)SIM卡的應(yīng)用打開了大門。

如果任何人所開發(fā)的應(yīng)用程序均可加載到SIM卡中，則它就變成了一個不可信任的計算機了。首先加載到SIM卡中的應(yīng)用程序需符合標準，STK為SIM卡應(yīng)用程序開發(fā)和在卡內(nèi)運行提供了標準，但在一般情況下并不是凡是符合STK標準的SIM卡應(yīng)用程序均可加載到SIM卡中運行，移動運行商為確保SIM卡的安全，由笫三方開發(fā)的應(yīng)用程序須經(jīng)運營商的測試、認可后才可加載到SIM卡中運行。

3、SIM卡應(yīng)用開發(fā)工具箱（STK）技術(shù)

SIM卡應(yīng)用開發(fā)工具箱（SAT或STK，SIM Application Toolkit）亦稱為SIM卡應(yīng)用程序開發(fā)包，是GSM第二階段（GSM PhanseⅡ+）提供的一種擴展功能。引入STK功能后，使得移動臺除了可以提供GSM的各種業(yè)務(wù)與應(yīng)用外，還可以提供SIM卡專門提供的業(yè)務(wù)與應(yīng)用。

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STK實質(zhì)上是一種小型編程語言，它允許在SIM卡中運行自己的應(yīng)用軟件。支持STK的SIM卡不再是通常使用的16KB內(nèi)存容量的SIM卡，而是基于JaVa或C語言編程具有32KB以上內(nèi)存容量的SIM卡。由于內(nèi)存容量的擴大，使得在SIM卡中可以存儲相應(yīng)的業(yè)務(wù)與應(yīng)用信息。

SIM卡應(yīng)用程序的編程方法，可分為微瀏覽器（USAT解析器）編程和可執(zhí)行程序（applets）編程兩大類。關(guān)于編程方法由于篇幅所限不作展開。

STK/UTK技術(shù)采用Client/Server方式實現(xiàn)，其客戶端應(yīng)用程序置于手機的智能卡內(nèi)；服務(wù)器端應(yīng)用程序置于網(wǎng)絡(luò)側(cè)的STK/UTK服務(wù)器內(nèi)。手機通過短消息承載通道訪問STK/UTK服務(wù)器，動態(tài)下載新的SIM卡應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)，更新老的應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)。

4、SIM卡應(yīng)用程序開發(fā)包API：主動命令與事件下載

在SIM卡中引入STK技術(shù)之前，移動臺與SIM卡之間的通信方式為：由移動臺給SIM卡發(fā)送命令（稱為APDU，Application Packet Data Unit），SIM卡在執(zhí)行完命令后，向移動臺返回確認信息。由此可見移動臺與SIM卡之間的關(guān)系為主/從關(guān)系，這種主/從關(guān)系不利于開發(fā)由SIM卡提供的業(yè)務(wù)與應(yīng)用。

SIM卡開發(fā)包的應(yīng)用程序接口（API）創(chuàng)建了SIM卡與移動臺之間的交互規(guī)則，該交互規(guī)則用兩種通信方式來表示，兩種通信方式之區(qū)別在于誰首先發(fā)起會話。若由SIM卡首先發(fā)起會話，要求移動臺做某件事情，該通信方式被稱為主動命令（Proactive Commend）。若由移動臺首先發(fā)起會話，將所發(fā)生的事件告訴SIM卡，該通信方式被稱為事件下載（Event Download），這兩種通信方式的含義詳見下表4。這兩種通信方式共同組成SIM卡開發(fā)包的應(yīng)用程序接口（API），SIM API亦可視為是SIM卡應(yīng)用與外部（移動臺、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等）的接口。利用STK API的主動命令和事件下載可以組成STK的多種基本功能。

表4：關(guān)于主動命令與事件下載

5、STK的基本功能

STK基本功能列舉如下表5所示。

表5：STK基本功能

6、基于STK/UTK技術(shù)的主要應(yīng)用

STK技術(shù)的最大貢獻在于：利用STK所提供的基本功能作為業(yè)務(wù)構(gòu)件，可以開發(fā)出基于SIM卡的各種業(yè)務(wù)與應(yīng)用。SIM卡生產(chǎn)廠家可以根據(jù)用戶（一般指移動運營商）的要求，在SIM卡中預(yù)置程序，實現(xiàn)用戶所需的一些訂制功能。即它為SIM卡的增值業(yè)務(wù)提供了一個簡單、易操作的開發(fā)平臺。僅需移動運營商或SP/CP在SIM卡上進行開發(fā)，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的配合下可以完成豐富多彩的各種業(yè)務(wù)與應(yīng)用。

例如，基于STK/UTK技術(shù)的主要應(yīng)用有，中國移動的夢網(wǎng)短信業(yè)務(wù)OTA和中國聯(lián)通的“聯(lián)通炫卡”。兩種業(yè)務(wù)均為提供短信增值業(yè)務(wù)菜單（例如天氣預(yù)報、新聞、航班等業(yè)務(wù)菜單）的空中下載（OTA：Over the Air），并可隨時增加或刪除手機智能卡中的短信業(yè)務(wù)菜單項，用戶可以根據(jù)短信菜單點播自己需要的短信信息，從而實現(xiàn)了短信增值業(yè)務(wù)的個性化和業(yè)務(wù)更新的實時性。

7、關(guān)于USIM

到了3G時代后，SIM又稱為通用用戶識別模塊（USIM，Universal Subscriber Identity Module）。USIM的作用與SIM基本是相同的，USIM可以兼容SIM的，但其功能要更強。

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