sim卡应用和安全缺陷分析.doc

SIM卡应用与安全缺陷分析 一、概述 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（Subscriber Identity ModuleUIM卡（User Identity Modul是一张符合GSM规范的“智慧卡”可以插入任何一部符合GSM规范的移动电话中，实现电话号码随卡不随机的功能”，而通话费自动计入持卡用户的上，与手机无关。“大卡”起作用的是它上面的那张“小卡”，“小卡”上起作用的部分。目前国内流行样式是“小卡”，小卡也可以换成“大卡”（）。“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”，新出的机型基本上都“小卡”SIM卡是一个装有微处理器的芯片卡，它的内部有5个模块，并且每个模块都对应一个功能：?CPU（8位）、程序存储器（3--8kbit）、工作存储器（6--16kbit）数据存储器（128--256kbit）和串行通信单元。SIM卡同手机连接时至少需5条连接线?数据I/O口（Data）复位（RST）接地端（GND）电源（Vcc）时钟（CLK）??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移动电话机配合使用，即移动电话机产生的SIM卡供电电压与该SIM卡所需的电压相匹配。卡电路中的电源VCC、地GND是卡电路工作的必要条件。卡电源用万用表就可以检测到。SIM卡插入移动电话机后，电源端口提供电源给SIM卡内各模块。 检测SIM卡存在与否的信号只在开机瞬时产生，当开机检测不到SIM卡存在时，将提示“Insert Card（插入卡）”；如果检测SIM卡已存在，但机卡之间的通信不能实现，会显示“Check Card（检查卡）”；当SIM卡对开机检测信号没有响应时，移动电话也会提示“Insert Card（插入卡）”；当SIM卡在开机使用过程中掉电、由于松动接触不良或使用报废卡时，移动电话会提示“Bad Card/SIM Error”。 对于卡电路中的SIM_I/O、SIM_CLK、SIM_RST，全部是由CPU的控制来实现的。虽然基站与网络之间的数据沟通随时随地进行着，但确定哪个时刻数据沟通往往很难。有一点可以肯定，当移动电话机开机时刻与网络进行鉴权时必有数据沟通，这时尽管时间很短，但测量一定有数据，所以我们在判定卡电路故障时，在这个时隙上进行监测为最佳监测时间。正常开机的移动电话机，在SIM卡座上用示波器可以测量到SIM_I/O、SIM_CLK、SIM_RST信号，它们一般是一个3V左右的脉冲。若检测不到，说明SIM卡座供电开关管周边电阻、电容元件脱焊、SIM卡卡座脱焊，也有可能是卡座接触不良，SIM卡表面氧化或是报废卡。 当手机时，手机要与SIM卡进行数据，用示波器可以在SIM卡座上测到一些数据信号，没插卡时，这些信号不会送出。可谓“瞬间即逝”，但可以用示波器捕捉到，以此判别SIM卡电路有无故障。SIM卡触点电性能表触点低电平高电平 Vcc - U=+5V±10%，I=10mA RST -0.3≤U≤+0.6V，I=200uA 4V≤U≤Vcc，I=20uA CLK -0.3≤U≤+0.6V，I=200uA -2.4V≤U≤Vcc，I=200uA GND - - Vpp - +5V±10% I/O输入 0V≤U≤0.4V，I=1mA 0.7V≤U≤Vcc，I=20uA I/O输出 0V≤U≤0.8V，I=1mA 3.8V≤U≤Vcc，I=20uA电源开关时，SIM卡电气性能为：当开启电源期间，按以下次序激活各触点：RST低电平状态；Vcc加电；I/O口处于接收状态；Vpp加电；提供稳定的时钟信号。当关闭电源时，按如下次序工作：RST低电平状态；CLK低电平状态；Vpp去电；I/O口低电平状态；Vcc电。 SIM卡的存储容量有3kB、8kB、16kB、32kB、64kB等。目前多为16KB和32KB，STK卡(SIM application Tool Kit)是SIM卡的一种，它能为移动电话机提供增值服务，如移动梦网业务等。（将在后章节具体介绍）SIM卡能够储存多少电话号码取决于卡EEPROM的容量（有2K、3K、8K容量），若有8KB的存储容量，可供储存以下信息： 　　　　*100组电话号码及其对应的性名文字； 　　　　*15组短信息（Short Message）； 　　　　*25组以上最近拨出的号码； 　　　　*4位SIM卡密码（PIN）。 几种主要的SIM卡的结构数据厂商 SIM卡型号 中央处理器 ROM RAM EEPROM SC21 8位 6kbit 128kbit 3kbit SC2