手机是我们每天必不可少的东西，对于手机来说，SIM卡可以说是和手机密不可分的，我们去营业厅办理电话卡时，都会拿到一张卡片，然后安装到手机中就可以打电话上网了，那么这样一张小小的卡片到底是什么呢，它有什么作用呢，是如何工作的呢，今天就来说一说。

一、SIM卡的尺寸

SIM卡的尺寸

SIM分为三种尺寸，早年间最为常见的就是最上方的那种，尺寸为25mm×15mm×0.8mm；后来出现了更加小巧的Micro SIM卡，尺寸为12x15mm×0.8mm，这种卡也是目前也经常在使用的；而近来又出现了一种更加小巧的Nano SIM卡，尺寸只有2.3mm×8.8mm×0.7mm。

二、SIM卡的构造

SIM卡的构造

SIM卡是带微处理机的芯片卡，它由CPU、工作存储器RAM、程序存储器ROM、数据存储器EEPRoM和串行通信单元5个模块组成，这5个模块集成在一块集成电路中。所以SIM卡不仅可以存储记录信息，还能够进行一些简单的运算的。这个过程下面会具体介绍。

5个模块集成在一块集成电路中

SIM卡与手机连接时，至少需要5跟连接线，分别是——

1、电源Vcc 2、复位（RST）3、时钟（CLK） 4、接地端（GND）6、数据I/O （Data）。

三、SIM工作原理

大家想一想，对于SIM卡来说，最重要的就是建立和运营商的联系了，让运营商识别出来你的手机和你的号码，这样才能为你提供服务，那么SIM卡是如何工作和运营商建立联系的呢？

SIM卡上包含了所有属于本用户的信息。其中包括：

A、鉴权和加密信息Ki（Kc算法输入参数之一、密钥号）；

B、国际移动用户号（IMSI）；

C、A3：IMSI认证算法；

D、A5：加密密钥生成算法；

E、A8：用户密钥（Kc）生成算法。

①IMSI是你手机的全球唯一的标志号，这个是用来唯一标识你SIM卡的，每次我们开机连接网络时，就会将这个IMSI数字串发给运营商，运营商与自己客户的IMSI库进行比对，这样就可以确认是哪个运营商的了，比如你插了联通的卡，联通通过比对发现你是他家用户，就会进行下一步联系，而移动和电信就不会继续关联你了。这个IMSI是和你挡住办理号码时的信息绑定，这样即使你丢了SIM卡补办后，新手机卡有一个新的IMSI信息，运营商会将新的IMSI信息和你的信息绑定，这样旧的卡片每次在开机识别时，就会被系统自动识别为过期卡片不进行服务。

②因为这个IMSI信息是可以读取呢，那么就存在复制卡片的情况，比如你把IMSI信息考录到另外一张卡片上，那么你的SIM卡就被复制了，为了防止这样的事情，就有了第二步的验证信息。上面我们提到了SIM卡里有Ki加密信息和A3加密算法，这是一个保密的加密程序，当第①步验证成功后，运营商会发送一个16字节的随机数据给你，你的SIM卡就会利用Ki加密信息和A3加密算法进行处理，然后回传给运营商；运营商本身也有同样的Ki加密信息和A3加密算法，做同样的验证处理，如果手机回传的加密处理的16字节的数据和运营商处理的一样，说明这张SIM卡是经过认证的SIM卡（Ki是保密的，所以仿制的SIM卡对于16字节的数据无法和运营商处理出同样的结果，无法通过验证）。

③在移动网络发送16字节验证信息时，SIM卡对这个信息和Ki计算出另一个密钥以供全程通信加密使用，通常叫做Kc，生成Kc的算法是A8：用户密钥（Kc）生成算法。

④除了每次开机联网时进行验证时，通话信息也会被加密，就是利用的A5：加密密钥生成算法，它会将通话信息进行加密，只有你的网络运营商才能破解你的通话信息。由于语音通话信息量巨大，SIM的简单处理能力并不能够完成，所以这个加密处理是在手机上完成的。

四、SIM卡的PIN码

PIN码是指SIM卡的密码，存在于SIM卡中，其出厂值为1234或0000。激活PIN码后，每次开机要输入PIN码才能登录网络。PUK码是用来解PIN码的万能钥匙，共8位。用户是不知道PUK码的，只有到营业厅由工作人员操作。当PIN码输错3次后，SIM卡会自动上锁，此时只有通过输入PUK才能解锁。PUK码共有10次输入机会。PUK密码输错10次后，SIM卡会自动启动自毁程序，使SIM卡失效。此时，只有重新到营业厅换卡。