运营商“耍流氓”，又要换手机卡了？

编者按：本文来自微信公众号“雷科技”（ID:leitech），36氪经授权发布。

近日，中国移动宣布，5G SIM卡现已开始进行测试。而中国联通的重要合作伙伴天喻信息也透露，已完成5G SIM卡产品的开发，正在参与有关5G SIM卡技术规范制订及测试环境准备工作。

此举一出，部分读者可能会心存疑虑，在之前的宣传中，三大运营商曾都肯定地表示：原有的SIM卡是可以使用5G的。那么现在研发5G SIM卡又是什么意思？

要说清这个问题，还是得从SIM卡的工作机制开始讲起。

SIM卡究竟是什么？

去年5G开始铺开的时候，就有关于“换不换卡”的疑问，因为在3G过渡到4G的年代，SIM卡都是需要去营业厅更换的，那为什么这次运营商信誓旦旦地表示，4G卡可以用5G呢？

这里要科普一下SIM卡的作用，实际上我们日常所称的“流量”和“通信”，都是通过手机本身来进行的（也就是基带），而SIM卡做的工作只是对用户身份进行确认，学名“鉴权”。

SIM卡（Subscriber Identity Module 用户识别模块），就是承担了一个手机身份证的作用，就像手机的身份证一样，网络鉴权通过了才允许手机接入。

在鉴权的过程中，用户识别信息IMSI ( International Mobile Subscriber Identity)和鉴权密钥Ki就是最关键的识别信息。

2G的网络时代，当你要做鉴权的时候，流程是这样的：SIM卡将识别信息发送到基站，基站侧就会根据密钥来对随机数进行加密，发回SIM卡进行解码。

SIM卡在接受加密后的数据后，卡内处理器会随即进行解码，得出答案后发回网络进行验证，只要解码正确，网络就会通过。

等一下，什么叫“卡内处理器”？

SIM卡的构造 

你没有听错，SIM卡体积虽小，但是五脏俱全。SIM卡是由8位CPU、小容量RAM和ROM、串行通信单元、以及数据储存器5个部分组成的一块集成电路，那么它当然可以进行解码。

而且，虽然现在这么做的用户少了，但SIM卡还支持存储通讯录。只不过由于存储容量太小，大家都选择在手机上本地存储。当然，现在也有厂商在解决这个问题，譬如紫光推出的超级SIM，就搭载了32G起步的存储容量。

而nano-SIM和micro-SIM的出现也很好理解——既然SIM卡本质是一块集成电路，那么随着技术的发展，元器件小型化的优势肯定会惠及到SIM卡上，也正好顺应了手机集成度提高，空间利用度增高的潮流。

鉴权的迭代 

我们已经初步解释了SIM卡的基本架构和工作原理，现在让我们进入核心问题：

为什么要换卡？

大家可能记得，在3G升级到4G的时候，我们基本上都是要换卡的，这就是鉴权技术升级的结果。

让我们来复习一下SIM卡在2G时代的鉴权流程：SIM卡把信息发到网络，网络发回一道加密信息，SIM卡解密后发回，验证通过后即可上网。这套流程看似很严谨，然而却有漏洞。

这个漏洞在于，这个鉴权是单向的，可以保证SIM卡是否合法，但无法保证网络本身是否可靠。

假设我做了一个伪基站，用更强的信号吸引手机接入，然后不管SIM卡发回什么样的解码，伪基站都会通过，这样就可以轻松地接收到你手机的信号接入，实施电信诈骗。

而3G时代，为了解决“单向鉴权”的问题，引入了双向鉴权机制，不但网络对用户进行鉴权，用户也需要对网络进行鉴权，双方都合法才能进行通信。而为了支持双向鉴权，SIM卡也改良成了USIM卡，拥有更好的加密算法和密钥。

那为什么我们的SIM卡基本不是3G换卡，而是到4G时代才进行更换呢？这还是要从三家运营商的策略讲起。

3G时期，移动主动简化了TD-SCDMA的鉴权流程，保证老用户也能上3G，但后来的LTE标准必须要求双向鉴权，所以移动用户换4G几乎都要换成USIM卡。

联通用户换卡的概率就要小很多，由于WCDMA已经要求了要双向鉴权，所以用户到3G就必须要换到USIM卡了。

电信则更为特殊一些，它的SIM卡本身就是根据CDMA所特制的（甚至都不叫SIM，叫做UIM卡）。到了4G时代，高通主动放弃了CDMA的演进，所以电信必须要升级到LTE标准，用户自然也要换卡。这里多说一句，CDMA的特殊性也就是“一入电信深似海，从此手机不好买”的根本原因。

OK，现在我们解决了为什么我国晚了一代才换卡的问题，但5G卡又是怎么一回事呢？

5G SIM卡是何方神圣？

既然USIM那么安全，那为什么还要推出5G的SIM卡呢？

有道云：道高一尺，魔高一丈，在单向鉴权的伪基站策略破产后，黑产商人又想出了新的办法：同时欺骗基站和网络，先冒充用户发起呼叫，当网络侧要验证用户身份时又诱骗真正的用户终端反馈身份信息，从而使得网络侧被欺骗。

而且，只要你的手机在2G或3G的网络状态下，依然可能会受到攻击，更别提4G/2G同时在线的功能了，这也是近年来运营商逐步关闭2G网络的重要原因之一。

而5G SIM在双向鉴权的基础上，添加了端到端加密，保证双方的信息完全的匿名化。同时，除了传统的识别信息之外，5G还采用了一种名为网络访问标识符（NAI）的格式验证，可以提供两种身份验证和密钥协商。

当然，原先4G的通信策略也会被5G SIM卡所兼容，你并不需要担心运营商借着安全更新的名义强制使你的4G手机卡“作废”。

到底该不该换卡？

从结论来说，现在5G SIM卡还在起步阶段，紫光的大容量SIM卡更像是一种实验性质的试水。据现在紫光的宣传来看，其主打的“安全存储”也只是聚焦于本地，而不是通信协议。

而且根据各家代工厂的消息，目前5G SIM卡还没有进入到大规模测试的环境。4G USIM卡的大规模推广，离不开运营商一口吃掉3G到4G五年间的发展红利。而如今5G的大规模推广还没有落到实处，更何况4G卡也可以使用5G，5G SIM的推广效率在今年并不会高。

当然，作为一个每年要消耗2亿张SIM卡的大国，5G SIM卡若一上市，销量也不会过于惨淡。只不过消费者对于SIM卡升级并不敏感，与之搭配的套餐和手机才是最重要的关注点，运营商可能也会推出免费换卡的措施。

至于电信诈骗问题，一、目前垃圾短信拦截都比较成熟（苹果也有一些相关的app，如熊猫吃短信）。二、电信诈骗本来就是广撒网、捞大鱼，一千个安全措施，比不过平时多一些安全意识。

并且，与其关注“更安全的”5G SIM，马上要推行的eSIM才是更有实用价值的技术。尽管eSIM试点“试”了两年，但今年1月，联通也终于宣布，将从eSIM试点逐渐扩展到全国。eSIM的带来的快捷携号转网、变更不同运营商套餐等业务，相信会更加贴合人们的需要。

5G SIM卡，看起来很近，实际离我们还比较远。

本文编辑：Witkey

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