對于手持的數(shù)字蜂窩移動通信電話機，我們俗稱為“手機”，采用的是機卡分離的工作模式，也就是說，移動電話的機體與用戶識別模塊卡共同構(gòu)成移動通信終端設(shè)備，此時才能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)通信，兩者缺一不可。無論是2G時代（TDMA系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)），還是3G時代（UMTS系統(tǒng)和cdma2000系統(tǒng)），還是4G時代（TD-LTE系統(tǒng)和FD-LTE系統(tǒng)）都是采用的此模式。用戶在購買手機以后，并不能夠正常意義上的通信，必須在運營商處辦理“入網(wǎng)”，入網(wǎng)時會得到一張用戶識別模塊卡，寫入相關(guān)數(shù)據(jù)信息后，插入機體便可實現(xiàn)相應(yīng)的業(yè)務(wù)（通話、短信、上網(wǎng)等）通信。

用戶識別模塊卡分為SIM（Subscriber Identity Module）卡和UIM（User Identity Model，用戶識別模塊）卡。在TDMA系統(tǒng)、UMTS系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)中所使用的稱為SIM卡，在3G及4G后也稱為通用用戶識別模塊USIM（Universal SIM）卡；在CDMA系統(tǒng)和cdma2000系統(tǒng)中所使用的稱為UIM卡。無論用戶識別模塊卡怎么分怎么叫，其作用都是一樣的。下面主要以TDMA系統(tǒng)（即GSM系統(tǒng)）的SIM卡來對移動電話的用戶識別模塊卡的相關(guān)信息做以介紹。

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一、用戶識別模塊卡簡介

SIM卡上存儲了所有屬于本用戶的信息和各種數(shù)據(jù)，每一張SIM卡對應(yīng)一個移動用戶電話號碼。我國數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)實行的用戶號碼都是11位的，如13908354139、13032355168等。SIM卡的應(yīng)用，使手機終端不固定地“屬于”一個用戶，一個移動用戶用自己的SIM卡可以使用任何不同的手機，實現(xiàn)“手機號碼隨卡不隨機的功能”。若將別人的“SIM”卡插進(jìn)手機打電話，營業(yè)部門只收該卡產(chǎn)權(quán)用戶的話費，換句話說，就是插誰的卡打電話，就收誰的費。移動通信網(wǎng)絡(luò)是通過SIM卡來識別移動通信用戶，而不是靠手機終端來識別用戶，實現(xiàn)了“認(rèn)人不認(rèn)機”的構(gòu)想。只有在處理異常的緊急呼叫（如撥打112）時可以不插入SIM卡操作手機。維修者也可以在無卡的情況下，通過撥打“112”來判斷手機發(fā)射是否正常。

SIM卡分為“大卡”和“小卡”，大卡尺寸54×84（mm），約為名片大小，小卡尺寸為25×15（mm），比普通郵票還要小。其實“大卡”上面真正起作用的還是它上面的一張“小卡”。在我國流行使用的樣式是“小卡”，小卡也可以換成大卡，只要購買個卡托就可以了。大卡只在部分摩托羅拉手機中使用。下圖1為SIM卡外形。

圖1：SIM卡外形

二、SIM卡內(nèi)容

1、SIM卡數(shù)據(jù)

SIM卡是一張符合GSM規(guī)范的“智慧”卡，它內(nèi)部包含了與用戶有關(guān)的，被存儲在用戶這一方的信息，它內(nèi)部保存的數(shù)據(jù)可以歸納為原始數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)數(shù)據(jù)、個人數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)共四種類型，其類別、屬性及寫入者等詳見下表2-1。SIM卡中的各種數(shù)據(jù)不是一成不變的，它與GSM系統(tǒng)的發(fā)展同步，分階段地增強新特性、新功能，逐步完善。

表2-1：SIM卡的數(shù)據(jù)類型

2、相關(guān)密碼

1）個人識別碼PIN（Personal Identification Number）：是SIM卡內(nèi)部的一個存儲單元，PIN密碼鎖定的是SIM卡。若將PIN密碼設(shè)置開啟，則該卡無論放入任何手機，每次開機均要求輸入PIN密碼，密碼正確后，才可進(jìn)入GSM網(wǎng)絡(luò)。若錯誤地輸入PIN碼3次，將會導(dǎo)致“鎖卡”的現(xiàn)象，此時只要在手機鍵盤上按一串阿拉伯?dāng)?shù)字（PUK碼，即帕克碼），就可以解鎖。但是用戶一般不知道PUK碼。要特別注意：如果嘗試輸入10次仍未解鎖，就會“燒卡”，就必須再去買張新卡了。設(shè)置PIN可防止SIM卡未經(jīng)授權(quán)而使用。

2）用戶限制密碼：SIM卡在一部手機上可以用，而在另一部手機上不能用，有可能是因為在手機中已經(jīng)設(shè)置了“用戶限制”功能，這時可通過SPCK（用戶控制碼）取消該手機的限制功能。設(shè)置后的手機換用其他SIM卡時會被要求輸入密碼，密碼輸入正確方可進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。如果密碼忘記，則只能用軟件故障維修儀重寫手機碼片進(jìn)行解鎖。而設(shè)置后的SIM卡能在其他手機中正常使用，不會提問密碼。即“用戶限制”功能用密碼鎖定的是手機。

3）網(wǎng)絡(luò)限制密碼：在我國，有一些手機生產(chǎn)商或經(jīng)銷商，把手機與“中國移動”或“中國聯(lián)通”的SIM卡做了捆綁銷售（價格相對較便宜），那么，手機在使用時就只能使用“中國移動”或“中國聯(lián)通”的SIM卡，這不是故障，而是使用了“網(wǎng)絡(luò)限制”功能，即“鎖網(wǎng)”。這時可通過16位網(wǎng)絡(luò)控制碼（NCK）來解除鎖定，但只有GSM網(wǎng)絡(luò)運營商才能解決。

4）話機鎖密碼：設(shè)置“話機鎖密碼”可防止手機未經(jīng)授權(quán)而使用。許多款手機出廠時的話機鎖密碼為“1234”，也有全是“0”的密碼等。

三、SIM卡的構(gòu)造

SIM卡是帶有微處理器的芯片，包括5個模塊，每個模塊對應(yīng)一個功能：微處理器、程序存儲器、工作存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和串行通信單元。最少有5個端口：電源、時鐘、數(shù)據(jù)、復(fù)位、接地端。下圖3表示SIM卡觸點端口功能和手機中SIM卡座示意圖。

圖3：SIM卡觸點端口功能和手機中SIM卡座示意圖

SIM卡座在手機中提供手機與SIM卡通信的接口。通過卡座上的彈簧片與SIM卡接觸，所以如果彈簧片變形，會導(dǎo)致SIM卡故障，出現(xiàn)“檢查卡”“插入卡”等提示。卡電路中的電源SIM VCC（電源）、SIM GND（地）是卡電路工作的必要條件。卡電源的檢測用萬用表就可以檢測到。 SIM卡插入手機后，電源端口提供電源給SIM卡內(nèi)的單片機。SIM卡的供電分為5V（1998年前發(fā)行）、5V與3V兼容、3V、1.8V等，當(dāng)然這些卡必須與相應(yīng)的手機配合使用，即手機產(chǎn)生的SIM卡座供電電壓與該SIM卡所需的電壓要匹配。

對于卡電路中的SIM I/O（數(shù)據(jù)）、 SIM CLK（時鐘）、SIM RST（復(fù)位），全部是由CPU的控制來實現(xiàn)的。SIM卡的存儲容量有3K，8K，16 K，32 K，64 K等。

四、關(guān)于TMSI碼與IMEI碼

每當(dāng)移動用戶重新開機時，GSM系統(tǒng)要自動鑒別SIM卡的合法性，GSM網(wǎng)絡(luò)的身份鑒權(quán)中心對SIM卡進(jìn)行鑒權(quán)，即與手機對一下“口令”，只有在系統(tǒng)認(rèn)可之后，才為該移動用戶提供通信服務(wù)，系統(tǒng)分配給用戶一個臨時移動用戶識別（TMSI，Temporary Mobile Subscriber Identity）碼，在待機、通話中使用的僅為這個臨時號碼，這就增加了保密度。

網(wǎng)絡(luò)運營商在用戶入網(wǎng)時沒有對手機的國際移動設(shè)備識別IMEI（International Mobile Equipment Identity）碼實行鑒別，如果實行鑒別，帶機入網(wǎng)的用戶數(shù)量可能會下降，不利于吸引更多的用戶使用GSM手機。

IMEI碼（俗稱電子串號、機身碼）是15位數(shù)字組成的，每部手機出廠時設(shè)置的該號碼是全世界惟一的，作為手機本身的識別碼。該號碼不僅標(biāo)示在機背的標(biāo)簽上，還以代碼方式存儲在手機中，具體地說是在手機電路中的電可擦除存儲器（EEPROM）中。

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