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SIM卡看起来这么过时,为什么还没被淘汰?

手机 GSM 2G 3G 4G 用户识别模块

Lorenzo Franceschi-Bicchierai 发表于  2017-07-06 17:20

(妲拉/编译)1991年7月1日,时任芬兰总理的哈里•霍尔克里(Harri Holkeri)用手机给坦佩雷市的副市长打了个电话,这是世界上首次手机通话。这次通话通过GSM(全球移动通信系统)网络完成,在当时,它是一种全新的革命性移动电话网络。到了今天,GSM已经成为通行全球的标准网络,用户数量超过47亿。

霍尔克里之所以能够顺利完成这次通话,很大程度上应该归功于世界上第一个商业版本的“用户识别模块”(Subscriber Identity Module),也就是我们平常说的SIM卡:这块镀金的电路芯片拥有身份识别功能,可以安全地将手机接入网络。

商业性GSM网络诞生之初,最热门的手机是“大哥大”,众多影视剧里都有它的身影。26年后的今天,只能打电话的笨重大哥大已经变成了无所不能的精巧玩意儿,除了最基本的通话功能以外,它还可以拍照片、听音乐、上网、导航。相比之下,SIM卡几乎毫无变化,只不过比原来更小了一点,而且卡槽也更难插了——无论你用的是什么型号的新手机。

手机早已今非昔比,但手机里的SIM卡和“大哥大”时代差别并不大。图片来源:电影《国产凌凌漆》

既然手机经历了这么多演化和变革,插在手机里的SIM卡为什么用的还是26年前的老技术?

要实现SIM卡的功能,并不一定需要一张独立的卡片

确保使用手机通话的人是合法用户,这是SIM卡的基本功能。通俗点说:第一,确保用户给运营商付了接入费;第二,确保该号码在网络中的唯一性。

为了完成这两个任务,SIM卡内存储了两条重要数据:一个是IMSI,即“国际移动用户识别码”,用于识别用户身份;另一个是Ki,即“鉴权密钥”,从本质上说,它帮助手机实现与网络的秘密“握手”,让运营商能够识别、核实手机身份,并加密手机与网络交换的所有数据。

“26年来,SIM卡的功能一直没变:验证用户在移动网络下的身份。”密码学家、网络安全研究者卡斯滕•诺尔(Karsten Nohl)告诉我。“无论手机如何演进,这个基本功能需求一直不变,所以SIM卡看起来也似乎毫无长进。但实际上,SIM卡一直紧跟着每一次技术革新的步伐。”

随着手机网络从2G转换成3G,SIM卡能够创建的密钥也变得更长、更安全;进入4G时代以后,SIM卡还能完成网络语音电话(VoIP)的身份验证。诺尔解释说,除此以外,现在的SIM卡还能实现非接触式卡片的功能,这进一步扩展了它的潜在应用前景。

SIM卡尺寸的变迁。图片来源:WikiMedia Commons

但是,要实现手机联网的基本功能,我们其实并不需要SIM卡这样的独立实体芯片卡,虽然大家对它早已习以为常。相关数据可以直接内置在手机里——而且这根本不是什么高新科技。Sprint和Verizon两大移动运营商提供的CDMA手机网络(这是GSM网络的替代品)一直都没有使用SIM卡,直到最近,为了将网络升级到4G LTE制式,他们才不得不重新启用SIM卡。与此同时,苹果等公司一直在努力推广所谓的eSIM卡,这种芯片卡直接内置在手机里无法拔出,但可以反复写入程序。

所以有人认为,SIM卡的末日已经来临。

除非大家一起变,否则谁也变不了

“事实上,很久以前我们就有了可以替代SIM卡的更简单的方案:比如说,直接在手机上输入用户名和密码——就像现在你连接无线网络一样。”去年,剑桥大学计算机科学家马库斯•库恩(Markus Kuhn)写道,“我们只需要在安卓或苹果的手机操作系统里建立一个新的标准交互界面,用app(软件)来取代SIM卡(硬件)的功能。”

对苹果之类的手机制造商来说,这显然是个好消息。这类方案让他们能够全面掌控手机内部的所有硬件,从此以后手机不必再设置SIM卡槽,防水设计也会因此变得更简单。与此同时,SIM卡制造商和运营商将被彻底排除在外,如果你想换另一个牌子的手机用,那么估计会麻烦一点。比如说,要想把苹果手机换成安卓的,你可能需要苹果公司的协助才能转移自己的手机号码,而不是像现在一样直接把SIM卡拔出来插到新手机里就行(只要手机解了锁)。

对SIM卡制造商和运营商来说,这样的转变显然是个坏消息,因为这样一来,消费者更换运营商的难度就变低了。去国外的时候,你可以直接通过手机登入当地的手机网络,不用像现在这样非得去店里买一张实体SIM卡。

那么,这样简单便捷的方案为何没有实现?这个问题的答案有些复杂,不过归根结底,可以说是因为没有哪个利益相关方有足够的能力独力改变现状

SIM卡的例子充分说明了“在一个相互依赖的系统中,除非所有人同时改变,否则谁也变不了”。哥伦比亚大学计算机科学教授亨宁•舒尔茨涅(Henning Schulzrinne)如是说。

诺尔认为,“原因主要是政治方面的”。虽然我们已经有了可以取代SIM卡的手机技术,但“移动网络运营商希望保持现在的用户黏性,他们不想把选择运营商的权利完全交给苹果。因此,他们坚持使用实体SIM卡”。

要改变目前的系统,运营商和制造商必须通力合作,就下一代的标准达成共识,舒尔茨涅认为,这个过程可能十分漫长。所以,无论某些人的说法多么令人信服,SIM卡仍将继续存在,至少在目前是这样。

看来,这个小卡片还将陪伴我们一段时间了。图片来源:123rf.com.cn正版图片库

不过这或许也不是什么坏事。虽然SIM卡也曾爆出安全丑闻,比如说NSA就曾窃取SIM卡制造商金雅拓(Gemalto)公司的加密密钥用于监听用户手机,但总的来说,这种技术仍能有效地保护我们的信息安全。

“和手机相比,SIM卡要安全得多。”诺尔说。

所以,在可见的将来,我们大概还无法摆脱这些插在脆弱卡槽里的镀金小卡片。(编辑:odette)

本文编译自VICE Motherboard专栏Why Is This Still a Thing,这个专栏专门探讨看起来过时但仍在陪伴我们的技术和现象。

编译来源

VICE Motherboard,Why Are SIM Cards Still a Thing?

热门评论

  • 2017-07-09 18:16 AI油泳的鹰 勘查技术与工程专业,编程爱好者

    我自己的机器,预装了XP,在我手里我愿意回滚到win98就回滚到win98,愿意升级win10就升级win10,谁也挑不着毛病;

    单位购置的机器,预装了XP。如果没走繁琐的手续过程而自己中途换了系统,嗯哼,各种五花八门的罪名在等着你。

    [13] 评论
  • 2017-07-09 18:53 星辰梦

    所以对于手机号注册用户而言,换手机就得换手机号是无法接受的

    [9] 评论
  • 2017-07-07 09:50 scythe7

    大锤.bmp

    [6] 评论

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全部评论(39)
  • 1楼
    2017-07-06 18:27 Yehowah

    小米.jpg


    一切能够被讨论的都应该被讨论,除非讨论的过程会影响讨论的对象。
    [2] 评论
  • 2楼
    2017-07-07 09:50 scythe7

    大锤.bmp

    [6] 评论
  • 3楼
    2017-07-07 12:02 天降龙虾

    华为.png

    [1] 评论
  • 4楼
    2017-07-07 14:34 已注销用户

    魅族.tiff


    来自 果壳的壳
    [2] 评论
  • 5楼
    2017-07-08 11:07 19龙鱼

    OPOO.gif


    [1] 评论
  • 6楼
    2017-07-08 17:19 -BlackBear

    Sony.pcx

    [1] 评论
  • 7楼
    2017-07-09 14:52 海子不可用

    楼上几位军训效果不错,这队形,啧啧

    [3] 评论
  • 8楼
    2017-07-09 18:16 AI油泳的鹰 勘查技术与工程专业,编程爱好者

    我自己的机器,预装了XP,在我手里我愿意回滚到win98就回滚到win98,愿意升级win10就升级win10,谁也挑不着毛病;

    单位购置的机器,预装了XP。如果没走繁琐的手续过程而自己中途换了系统,嗯哼,各种五花八门的罪名在等着你。

    [13] 评论
  • 9楼
    2017-07-09 18:53 星辰梦

    所以对于手机号注册用户而言,换手机就得换手机号是无法接受的

    [9] 评论
  • 10楼
    2017-07-09 21:11 gongyimin

    有一点好奇,如果sim不存在了,那我用了十年的手机号变成什么了?号码资源是否还存在?

    [2] 评论
  • 11楼
    2017-07-10 09:10 scythe7
    引用@gongyimin 的话:有一点好奇,如果sim不存在了,那我用了十年的手机号变成什么了?号码资源是否还存在?

    不管sim卡存在不存在,号码资源都是回收的

    一段时间不交费,就会停机,再一段时间不理会,号码就会回收

    [1] 评论
  • 12楼
    2017-07-10 09:58 改昵称是个技术活
    引用文章内容:芬兰总理的哈里•霍尔克里(Harri Holkeri)用手机给坦佩雷市的副市长打了个电话,这是世界上首次手机通话

    首次通话, 难道不是工程师发起的吗? 我就不信, 功能开发完成之后, 不测试就上生产的.

    [1] 评论
  • 13楼
    2017-07-10 10:01 sqpgyIDC

    使用数量决定更新换代的难度

    [0] 评论
  • 14楼
    2017-07-10 10:02 改昵称是个技术活
    引用文章内容:那么,这样简单便捷的方案为何没有实现?这个问题的答案有些复杂,不过归根结底,可以说是因为没有哪个利益相关方有足够的能力独力改变现状。

    整个文章啰里啰嗦, 到了最关键的地方, 来了个"有些复杂", "归根结底"


    [2] 评论
  • 15楼
    2017-07-10 10:17 zorange

    即使不考虑楼上@改昵称是个技术活 所说测试通话问题,仅论商业运营后的通话。1991年7月1日也不可能是世界上首次手机通话,只可能是基于GSM网络技术的首次正式商业运营通话。80年代末摩托罗拉的模拟大哥大都已经在中国大陆开始运营了啊!

    另外,这些段落也有问题:

    商业性GSM网络诞生之初,最热门的手机是“大哥大”

    手机早已今非昔比,但手机里的SIM卡和“大哥大”时代差别并不大

    中文语境中的“大哥大”,包括文章配图里的那台,指的都是摩托罗拉那款巨大的模拟机,并不是GSM制式,更重要的是,也没有SIM卡。

    [2] 评论
  • 16楼
    2017-07-10 11:02 波多野斯基

    那么问题来了,他们镀了多少金?怎么拿出来?

    [0] 评论
  • 17楼
    2017-07-10 11:58 一场悲剧
    引用@波多野斯基 的话:那么问题来了,他们镀了多少金?怎么拿出来?

    很薄一层,拿手搓23333

    为什么插槽都叫金手指嘛,就是镀了金的,虽然没多少就是了

    [0] 评论
  • 18楼
    2017-07-10 11:59 镁粉

    曾经有个设备叫做小灵通。。。有个服务叫做烤号。。。

    知不知道有多麻烦!!!!!

    [1] 评论
  • 19楼
    2017-07-10 12:48 臭丽丽

    小米的米SIM可以上网用,不能打电话,没有实体卡。不知道打电话是不是可行的,如果可以这样,应该很方便

    [0] 评论
  • 20楼
    2017-07-10 17:25 juxj123

    大哥大是指模拟制式的手机,那个是没有SIM卡的。有SIM卡的是GSM的机器。CDMA的机器也是后来中国电信拿到手以后改的。最早的长城(好像是)开始玩CDMA的时候也是像日美一样没有SIM卡的。而且就算中国电信的CDMA2G/3G,那个也不叫SIM卡,好像是另外一个缩写。

    [0] 评论
  • 21楼
    2017-07-10 18:01 Big.D 果壳实验室主任

    大家sim卡要设置pin码啊!不然你手机丢了,人家拔卡戳别的机器上可就能收验证码了哦!

    [1] 评论
  • 22楼
    2017-07-10 19:49 桀栞

    镀金???

    回收废旧SIM卡!!

    [2] 评论
  • 23楼
    2017-07-10 21:53 可可可呢
    引用@星辰梦 的话:所以对于手机号注册用户而言,换手机就得换手机号是无法接受的

    技术上而言是不存在这个问题的,只是对于用户而言这个过程变得比现在的sim卡更繁琐了而已。

    [0] 评论
  • 24楼
    2017-07-10 23:50 那殇随风
    引用@gongyimin 的话:有一点好奇,如果sim不存在了,那我用了十年的手机号变成什么了?号码资源是否还存在?

    其实说起来简单,没有sim卡的话你换新手机就应该和现在登录qq微信之类的差不多了吧,手机号,再加密码。其实有个卡功能也就是免密码登录,早就可以取代了,只是既得利益方太强大,也没有啥必要的理由非换不可,就一直这样咯

    [0] 评论
  • 25楼
    2017-07-11 11:47 枫织邂逅

    终于不用绑在sim卡上了,让我们愉快的绑在苹果账户上吧。

    [0] 评论
  • 26楼
    2017-07-11 13:50 jkd__405

    明明是现有的没卡手机,后来发现不方便,才有的sim卡。

    过时一次怎么说的呢?

    [0] 评论
  • 27楼
    2017-07-11 16:29 strong_zhang

    配图有误,那其实是一个风筒

    [0] 评论
  • 28楼
    2017-07-11 21:31 馒头老妖 有机化学博士,法学学士

    最简单的,中国政府,怎么可能把移动电话用户身份识别、通讯加密的权限,全部委托给苹果这样一个米国公司?疯了吧,棱镜才是哪年的事情?

    [1] 评论
  • 29楼
    2017-07-11 22:11 北风西吹

    更好的完成手机实名制,如果都用模块虚拟sim卡了,那网络实名还怎么走?

    [0] 评论
  • 30楼
    2017-07-12 11:52 1一
    引用@星辰梦 的话:所以对于手机号注册用户而言,换手机就得换手机号是无法接受的

    不用手机号保留可以接入所有网络。。。

    [0] 评论

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Lorenzo Franceschi-Bicchierai
Lorenzo Franceschi-Bicchierai VICE Motherboard撰稿人,主要撰写信息安全、黑客技术等主题的文章。

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