運營商「耍流氓」,又要換手機卡了?

編者按：本文來自微信公眾號「雷科技」（ID:leitech），36氪經授權發布。

近日，中國移動宣布，5G SIM卡現已開始進行測試。而中國聯通的重要合作夥伴天喻信息也透露，已完成5G SIM卡產品的開發，正在參與有關5G SIM卡技術規範制訂及測試環境準備工作。

此舉一出，部分讀者可能會心存疑慮，在之前的宣傳中，三大運營商曾都肯定地表示：原有的SIM卡是可以使用5G的。那麼現在研發5G SIM卡又是什麼意思？

要說清這個問題，還是得從SIM卡的工作機制開始講起。

SIM卡究竟是什麼？

去年5G開始鋪開的時候，就有關於「換不換卡」的疑問，因為在3G過渡到4G的年代，SIM卡都是需要去營業廳更換的，那為什麼這次運營商信誓旦旦地表示，4G卡可以用5G呢？

這裡要科普一下SIM卡的作用，實際上我們日常所稱的「流量」和「通信」，都是通過手機本身來進行的（也就是基帶），而SIM卡做的工作只是對用戶身份進行確認，學名「鑑權」。

SIM卡（Subscriber Identity Module 用戶識別模塊），就是承擔了一個手機身份證的作用，就像手機的身份證一樣，網絡鑑權通過了才允許手機接入。

在鑑權的過程中，用戶識別信息IMSI ( International Mobile Subscriber Identity)和鑑權密鑰Ki就是最關鍵的識別信息。

2G的網絡時代，當你要做鑑權的時候，流程是這樣的：SIM卡將識別信息發送到基站，基站側就會根據密鑰來對隨機數進行加密，發回SIM卡進行解碼。

SIM卡在接受加密後的數據後，卡內處理器會隨即進行解碼，得出答案後發回網絡進行驗證，只要解碼正確，網絡就會通過。

等一下，什麼叫「卡內處理器」？

SIM卡的構造 

你沒有聽錯，SIM卡體積雖小，但是五臟俱全。SIM卡是由8位CPU、小容量RAM和ROM、串行通信單元、以及數據儲存器5個部分組成的一塊集成電路，那麼它當然可以進行解碼。

而且，雖然現在這麼做的用戶少了，但SIM卡還支持存儲通訊錄。只不過由於存儲容量太小，大家都選擇在手機上本地存儲。當然，現在也有廠商在解決這個問題，譬如紫光推出的超級SIM，就搭載了32G起步的存儲容量。

而nano-SIM和micro-SIM的出現也很好理解——既然SIM卡本質是一塊集成電路，那麼隨著技術的發展，元器件小型化的優勢肯定會惠及到SIM卡上，也正好順應了手機集成度提高，空間利用度增高的潮流。

鑑權的迭代 

我們已經初步解釋了SIM卡的基本架構和工作原理，現在讓我們進入核心問題：

為什麼要換卡？

大家可能記得，在3G升級到4G的時候，我們基本上都是要換卡的，這就是鑑權技術升級的結果。

讓我們來複習一下SIM卡在2G時代的鑑權流程：SIM卡把信息發到網絡，網絡發回一道加密信息，SIM卡解密後發回，驗證通過後即可上網。這套流程看似很嚴謹，然而卻有漏洞。

這個漏洞在於，這個鑑權是單向的，可以保證SIM卡是否合法，但無法保證網絡本身是否可靠。

假設我做了一個偽基站，用更強的信號吸引手機接入，然後不管SIM卡發回什麼樣的解碼，偽基站都會通過，這樣就可以輕鬆地接收到你手機的信號接入，實施電信詐騙。

而3G時代，為了解決「單向鑑權」的問題，引入了雙向鑑權機制，不但網絡對用戶進行鑑權，用戶也需要對網絡進行鑑權，雙方都合法才能進行通信。而為了支持雙向鑑權，SIM卡也改良成了USIM卡，擁有更好的加密算法和密鑰。

那為什麼我們的SIM卡基本不是3G換卡，而是到4G時代才進行更換呢？這還是要從三家運營商的策略講起。

3G時期，移動主動簡化了TD-SCDMA的鑑權流程，保證老用戶也能上3G，但後來的LTE標準必須要求雙向鑑權，所以移動用戶換4G幾乎都要換成USIM卡。

聯通用戶換卡的概率就要小很多，由於WCDMA已經要求了要雙向鑑權，所以用戶到3G就必須要換到USIM卡了。

電信則更為特殊一些，它的SIM卡本身就是根據CDMA所特製的（甚至都不叫SIM，叫做UIM卡）。到了4G時代，高通主動放棄了CDMA的演進，所以電信必須要升級到LTE標準，用戶自然也要換卡。這裡多說一句，CDMA的特殊性也就是「一入電信深似海，從此手機不好買」的根本原因。

OK，現在我們解決了為什麼我國晚了一代才換卡的問題，但5G卡又是怎麼一回事呢？

5G SIM卡是何方神聖？

既然USIM那麼安全，那為什麼還要推出5G的SIM卡呢？

有道云：道高一尺，魔高一丈，在單向鑑權的偽基站策略破產後，黑產商人又想出了新的辦法：同時欺騙基站和網絡，先冒充用戶發起呼叫，當網絡側要驗證用戶身份時又誘騙真正的用戶終端反饋身份信息，從而使得網絡側被欺騙。

而且，只要你的手機在2G或3G的網絡狀態下，依然可能會受到攻擊，更別提4G/2G同時在線的功能了，這也是近年來運營商逐步關閉2G網絡的重要原因之一。

而5G SIM在雙向鑑權的基礎上，添加了端到端加密，保證雙方的信息完全的匿名化。同時，除了傳統的識別信息之外，5G還採用了一種名為網絡訪問標識符（NAI）的格式驗證，可以提供兩種身份驗證和密鑰協商。

當然，原先4G的通信策略也會被5G SIM卡所兼容，你並不需要擔心運營商借著安全更新的名義強制使你的4G手機卡「作廢」。

到底該不該換卡？

從結論來說，現在5G SIM卡還在起步階段，紫光的大容量SIM卡更像是一種實驗性質的試水。據現在紫光的宣傳來看，其主打的「安全存儲」也只是聚焦於本地，而不是通信協議。

而且根據各家代工廠的消息，目前5G SIM卡還沒有進入到大規模測試的環境。4G USIM卡的大規模推廣，離不開運營商一口吃掉3G到4G五年間的發展紅利。而如今5G的大規模推廣還沒有落到實處，更何況4G卡也可以使用5G，5G SIM的推廣效率在今年並不會高。

當然，作為一個每年要消耗2億張SIM卡的大國，5G SIM卡若一上市，銷量也不會過於慘澹。只不過消費者對於SIM卡升級並不敏感，與之搭配的套餐和手機才是最重要的關注點，運營商可能也會推出免費換卡的措施。

至於電信詐騙問題，一、目前垃圾簡訊攔截都比較成熟（蘋果也有一些相關的app，如熊貓吃簡訊）。二、電信詐騙本來就是廣撒網、撈大魚，一千個安全措施，比不過平時多一些安全意識。

並且，與其關注「更安全的」5G SIM，馬上要推行的eSIM才是更有實用價值的技術。儘管eSIM試點「試」了兩年，但今年1月，聯通也終於宣布，將從eSIM試點逐漸擴展到全國。eSIM的帶來的快捷攜號轉網、變更不同運營商套餐等業務，相信會更加貼合人們的需要。

5G SIM卡，看起來很近，實際離我們還比較遠。

本文編輯：Witkey