1、什么是SIM卡
移动电话机与SIM卡共同构成移动通信终端设备。无论是GSM系统还是CDMA系统，数字移动电话机用户在“入网”时会得到一张SIM卡。SIM卡 是（Subscriber Identity Model 客户识别模块）的缩写 ，也称为智能卡、用户身份识别卡, GSM数字移动电话机必须装上此卡方能使用。
SIM卡就是一个在内部包含有大规模集成电路的卡片，卡片内部存储了数字移动电话客户的信息、加密密钥等内容，它可供GSM网络对客户身份进行鉴别，并对客户通话时的语音信息进行加密。SIM卡的使用，完全防止了并机和通话被窃听行为，并且 SIM卡的制作是严格按照GSM国际标准和规范来完成的，它使客户的正常通信得到了可靠的保障。现在的数字电话都是必须要安装SIM卡之后才可以使用，如果不安装的话，那么后果相信也就也不用我多说了。在没有安装SIM卡的情况下，我们仅仅只能拨打像119、112这种紧急电话的号码。
SIM卡在GSM系统中的应用，使得卡和手机分离，一张SIM卡唯一标识一个客户。一张SIM卡可以插入任何一部GSM手机中使用，而使用手机所产生的通信费用则自动记录在该SIM卡所唯一标识的客户的帐户上。
SIM卡内部的数据
了解完SIM卡的大概之后，我们再来看看SIM卡具体都能存储哪些类型的数据。以目前的情况来看，SIM卡能够存储的数据类型主要被分为以下四种：
1.由SIM卡生产厂商存入的系统原始数据
2.存储手机的固定信息，手机在出售之前都会被SIM卡中心记录到SIM卡当中，主要包括鉴权和加密信息、国际移动用户识别码（IMSI）、IMSI认证算法、加密密匙生成算法、密匙生成前，用户密匙的生成算法（这三种算法均为128位）
3.用户自己存入的数据，如短消息、固定拨号、缩位拨号、性能参数、话费记数等；能够存储有关的电话号码，也就是具备电话簿功能。
4.有关于网络方面的数据，用户在用卡过程中自动存入和更新的网络接续和用户信息类数据，包括最近一次位置登记时手机所在位置识别号、设置的周期性位置更新间隔时间、临时移动用户号等。不过这种数据的存放是暂时性的，也就是说它并不是永久的存放于SIM卡之中。
5. 相关的业务代码，这一点相信也是大家很熟悉的，那就是非常重要的个人识别码(也就使我们平常所说的PIN码)，还有就是解开锁定用的解锁码(PUK)等等。
以上四种类型的数据都是存储在SIM卡当中的，而我们通常也是可以利用这些数据来进行手机的设置，每张SIM卡个人密码(PIN)都是可以由用户设置，利用加密的功能可以实现防止手机被其它人所盗用甚至被窃听，由此看来SIM卡不仅仅可以为我们提供打电话的功能，而且还为我们保护自己的隐私而提供了安全的保障。
SIM卡内部的数据都存放在各自的目录项内，第一类数据放在根目录，当电源开启后首先进入根目录，再根据指令进入相关的子目录，每种目录及其内部的数据域均有各自的识别码保护，只有经过核对判别以后才能对数据域中的数据进行查询、读出和更新。上面第一类数据通常属于永久性数据，由SIM卡生产厂商注入以后无法更改，第二类数据只有网络运行部门的专门机构才允许查阅和更新，第三、四类数据中的大部分允许用户利用手机对其进行读写操作。
SIM卡的类型
SIM卡的存储容量有3kB、8kB、16kB、32kB、64kB等。STK卡(SIM application Tool Kit)是SIM卡的一种，它能为手机提供增值服务，如移动梦网业务等。SIM卡能够储存多少电话号码和短信取决于卡内数据存储器EEPROM的容量（有2KB、3KB、8KB容量），假设一张EEPROM容量为8KB的SIM卡，可储存以下容量的数据：100组电话号码及其对应姓名、15组短信息、25组最近拨出的号码、4位SIM卡密码（PIN）。目前中国移动/中国联通实际对普通用户提供的多数是普通8K的SIM卡。
SIM卡的接口
SIM卡是通过卡面上铜制接口来连接卡内逻辑电路与移动终端的，SIM卡芯片有8个触点，通常与移动设备连接需要6个触点。
SIM卡是一个装有微处理器（CPU）的芯片卡，它的内部有5个模块，并且每个模块都对应一个功能：微处理器CPU（8位）、程序存储器ROM（3～8kbit）、工作存储器RAM（6～16kbit）数据存储器EEPROM（16～256kbit）和串行通信单元。这5个模块被胶封在SIM卡铜制接口后与普通IC卡封装方式相同。这5个模块必须集成在一块集成电路中，否则其安全性会受到威胁，因为芯片间的连线可能成为非法存取和盗用SIM卡的重要线索。
SIM卡的供电分为5V（1998年前发行）、5V与3V兼容、3V、1.8V等，当然这些卡必须与相应的手机配合使用，即手机产生的SIM卡供电电压与该SIM卡所需的电压相匹配。SIM卡插入手机后，电源端口提供电源给SIM卡内各模块。
SIM外观
在实际使用中有两种功能相同而形式不同的SIM卡：卡片式（俗称大卡）SIM卡，这种形式的SIM卡符合有关IC卡的ISO7816标准，类似IC卡；嵌入式（俗称小卡）SIM卡，其大小只有25mm×15mm，是半永久性地装入到移动台设备中的卡。
“大卡”上真正起作用的是它上面的那张“小卡”，而“小卡”上起作用的部分则是卡面上的铜制接口及其内部胶封的卡内逻辑电路。目前国内流行样式是“小卡”，小卡也可以换成“大卡”（需加装一卡托）。“大卡”和“小卡”分别适用于不同类型的GSM移动电话，早期机型如摩托罗拉GC87C、308C等手机用的是“大卡”，而目前新出的机型基本上都使用“小卡”
在SIM卡的背面有以五个一排，被排成四排的一组数字，在这组数字最前面的六位数字所代表的是中国的代号，就像从国外打电话到国内都需要先拨打86一样。第七位数字则代表的是接入号码，如果是5的话，那么这张SIM卡的电话号码前三位就是135的，而如果是6的话，则代表其前三位数字为136，其它的也都以此类推。第八位数字代表的是该SIM卡的功能位，一般情况下显示的数字为0。第九和第十位数字代表了该SIM卡所处的省份。至于第十一和第十二位数字则代表的是该SIM卡的年号，而第十三位数字则是SIM卡供应商的代码。从第十四位开始至第十九位数字则代表了该SIM卡的用户识别码。最后一个数字是校验位。
2、PIN、PUK码介绍
我们在使用手机时，会接触到5种密码 ：SIM卡的PIN、PIN2、PUK、PUK2和手机密码。前四种初始密码都是SIM卡供应商移动、联通提供的，手机密码是手机生产商提供的。它们之间的关系如下：
1、PIN码(即PIN1码)就是SIM卡的个人识别密码 ，一般在修改前原始密码是1234，如果不是就不要再试了，打1860/1001咨询。打开开机PIN码，刚每次开机后就要输入PIN码！如果输入三次错误，需要用 PUK 码 解锁， PUK 码 由移动、联通提供，如果输入十次错误会导致SIM卡烧毁，所以有问题不要自己随便猜测密码 ，马上找移动、联通。
2、PIN2码是设定手机计费时使用的，如果输入三次错误需要用 PUK 2码解锁。目前移动、联通都不提供此项功能支持，即使PIN2 密码锁死也不会影响手机正常使用。
3、PIN码连续输入10次都是错误的话就会锁卡要求用 PUK 码 来解开，而 PUK 码的输入机会只有3次，3次都输错的话，SIM卡将会给永久锁死，即报废了。
4、PUK码，不管你使用的是全球通还是神州行，网络服务商那里都有资料保存，一旦需要输入时，可以致电相应的服务热线来查询，先核对用户资料就行了。这些密码设定及更改都在菜单－其他设定－安全设定中。
忘记PIN码可以用 PUK码来解密， PUK密码一般不向用户提供，但某些SIM卡除外，比如神州行的用户就随卡提供PUK 。如果你的SIM卡的 PUK 没有随卡提供，你可以到当地的网络运营商营业厅要求解锁，一般是免费的。
3、什么是Ki、IMEI、IMSI、SMSP
国际移动设备识别码（IMEI：International Mobile Equipment Identification Number）是区别移动设备的标志，储存在移动设备中，可用于监控被窃或无效的移动设备。IMEI组成如下图所示，移动终端设备通过键入“*#06#”即可查得。其总长为15位，每位数字仅使用0～9的数字。其中TAC代表型号装配码，由欧洲型号标准中心分配；FAC代表装配厂家号码；SNR为产品序号，用于区别同一个TAC和FAC中的每台移动设备；SP是备用编码。
国际移动用户识别码（IMSI：International Mobile Subscriber Identification Number）是区别移动用户的标志，储存在SIM卡中，可用于区别移动用户的有效信息。IMSI组成如下图所示，其总长度不超过15位，同样使用0～9的数字。 其中MCC是移动用户所属国家代号，占3位数字，中国的MCC规定为460；MNC是移动网号码，最多由两位数字组成，用于识别移动用户所归属的移动通信网；MSIN是移动用户识别码，用以识别某一移动通信网中的移动用户。
Ki (Key identifier)是SIM卡与运营商之间加密数据传递的密钥。GSM的加密方式是一种称为comp-128的数字加密运算，当系统进行验证时会同时使用Ki及IMSI，经过一连串系统安全认证讯息后产生随机变量，并以A3算法进行加密运算与手机内存资料进行比对，当身份确认无误后始可入网。目前GSM使用的Ki长度是16 bytes，相当于128bits，若非经过特殊译码程序，使用者无法读取Ki，安全性极高，使用者无须担心有被盗打电话的顾虑。
由此看来，只要知道SIM卡的Ki、IMSI值，我们就可以通过软件仿真出SIM卡的功能，甚至可以利用多组Ki、IMSI值，用一张微处理器卡片来同时仿真本来需要多张SIM所完成的功能，这就是“一卡多号”技术。
本文转自94cool博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/94cool/archive/2010/03/12/1684752.html，如需转载请自行联系原作者
