文 | 3eLife
近日，5G時代將迎來嶄新的一頁，因為有別於此前需要5G Mod加持的Moto Z3，目前真正意義上的首款5G手機三星Galaxy S10 5G已經在韓國市場開售。同時韓國運營商也將在本周五正式推出5G商用服務，也使得其成為了首批推出這一服務的國家。
不換卡也無需換號就能用5G
當然，目前國內的5G建設也在如火如荼的進行，根據此前各方公布的信息來看，各大運營商的5G網絡試商用正在不斷推進。中國電信近日宣布，其四川公司在現網環境下，通過現網無線基站和核心網設備試點版本的升級，已在成都率先打通了中國電信全國首個5G語音通話和視頻通話。
值得一提的是，中國電信此次撥通的5G電話有個特點，即不換卡不換號就可以體驗5G高速上網以及語音業務，因此對於許多想要第一時間體驗5G的用戶無疑是個福音。
不過根據過去的經驗，當年從3G到4G的變遷之中，在大家要升級到4G資費套餐時，往往需要到營業廳更換SIM卡，但並不需要更換號碼。而在從4G到5G的升級之中，中國電信卻告訴大家，既不需要換SIM卡也不需要不換號，這其中的差別到底在哪，難道是電信自主研發的獨門秘籍，通過這種方式來招攬更多消費者嗎?
當然不是，在萬能的搜尋引擎上我們發現，早在去年的同一時間，中國移動在數字中國建設峰會期間就做出過類似的表述：用戶無需更換SIM卡就可以使用5G網絡，不過移動依舊會為5G網絡提供新的SIM卡，有需要的用戶可以到營業廳進行更換。換句話說，其實在從4G到5G的升級中，不需要更換SIM卡和換號其實並非運營商的功勞。
什麼情況才需要換卡呢？
要搞清楚這一切到底是怎麼回事，先要明白為什麼當初從3G到4G的升級時，用戶需要更換SIM卡。事實上，SIM卡(Subscriber Identification Module )也被稱為是用戶身份識別卡，GSM數字行動裝置則需要有這一設置才能進行通話。
需要指出的是，SIM卡並不是隨移動通信設備一起出現的，在「0G」也就是前蜂巢式技術(Pre-cellular)時代，移動通信系統就沒有SIM卡這種東西，而是嚴格的一機一號，換手機就必須換號碼。同時，由於缺乏行之有效的數據加密方案，整個通訊系統的安全性相當之低。而SIM卡的主要作用之一，就是加強通訊數據的安全性，用於對用戶的鑑權、通訊數據的加密，以及信息存儲。
早在2G時代就流行的普通SIM卡，在很長一段時間內確實令移動數據通訊的安全性提升了不少，不過隨著時代的進步，老舊的加密機制也越來越不合時宜。由於SIM卡主要包含了IMSI(國際移動用戶識別碼)、KI值，以及加密算法和運營商信息等等，而且只支持EAP-SIM單向鑑權，即網絡對SIM卡進行合法性鑑權，缺少用戶對無線網絡的反向認證，這一缺憾也給了「偽基站」鑽空子的空間。
因此在從3G到4G的轉型期，3GPP推出了一個新的移動通信協議——LTE。鑑於3G網絡安全機制的漏洞，LTE的分層安全機制使得這一全新的鑑權方式誕生。4G LTE在WCDMA和TD-SCDMA上使用鑑權與鍵值協商流程(AKA)的基礎上，加入了一個新的加密密鑰參數Kasme，在對於終端對網絡的驗證上也加強了措施，僅允許搭載 UIM(User Identity Model)用戶識別模塊的USIM卡，在完成對網絡進行合法性認證後才接入網絡。
更為重要的一點是，這一規則已經在3GPP組織的規範TS 33.401中被明確規定，「Access to E-UTRAN with a 2G SIM or a SIM application on a UICC shall not be granted（使用2G SIM或實體卡上的SIM應用程式訪問LTE無線接入網，是不應被批准的）」。所以目前我們從三大運營商處獲得的SIM卡，實際上都是UIM/SIM複合卡，各大手機廠商出售的智慧型手機產品也是支持GSM/WCDMA/TD-SCDMA/TD-LTE的多模產品。
而且大家對於換卡這件事感受非常明顯的原因還有一個因素，就是在3G升4G的同時期，標準的SIM卡（大卡），開始被新一代的MicroSIM/Mini-SIM，以及更新的Nano-SIM卡所取代。消費者對於從3G到4G的SIM卡，最直觀的感受就是樣式有了明顯的變化。
5G網絡的鑑權流程基本沒變
至於5G不需要換號， 最重要的原因則是5G NR的註冊鑑權流程與LTE相比變化不大，並且在認證協議上使用了EAP-AKA，以實現統一框架下的雙向認證，可支持非3GPP的接入，並使用5G-AKA增強歸屬網絡控制。而在USIM卡增加運營商設定的公鑰之外，首次附著網絡使用公鑰加密IMSI，解決初始接入身份洩露問題，並提供空口和NAS層信令的加密和完整性保護。
而之所以能這麼說，其實此前美國AT&T搞的「5G E」也能夠證實這點。5G Evolution其實就是目前4G-LTE網絡的升級版，也就是使用了千兆4G級別的LTE-A技術，包括了上下行載波加強、256QAM、4x4 MIMO等技術升級。
同時，5G解決換卡的煩惱，還與3G到4G時代的前車之鑑，給了3GPP很好的示範。5G NR在一些規範上參照，甚至是照搬了以往4G LTE中的一些可行方案，在一定程度上還可以起到了「後向兼容」的效果。5G安全防護架構延就沿用了此前4G LTE安全參考架構，相比之前增加了例如非3GPP接入、切片和虛擬網元的安全、網絡開放接口安全，和安全管理等安全實體。
總的來說，相比於從2G/3G到4G的變化，5G和4G的網絡鑑權在流程與邏輯上基本沒有區別，更安全的5G在安全性提升上，主要靠運營商（服務端），並不是靠著UIM/SIM（客戶端），而服務端的技術升級，也並不意味著客戶端同樣需要升級。
當然，5G確實不需要換卡也不需要換號。但是問題來了，想要使用5G就要換手機呀，就是不知道手機該去哪兒領呢？