一文看盡SIM卡的前世今生，以及不得不說的vSIM(純軟虛擬卡)

在很多80、90后的記憶中，一張小小的SIM卡，有著難以割舍的情懷——和女友羞澀的情話短信，第一份工資的到賬通知，和爸媽的一次次通話記錄，給BAT繳納的“智商稅”，一次次刷新快遞詳情的等待……甚至不敢想象，沒有了它，生活會變成怎樣。

不過，用了那么久的SIM卡，你真的懂它嗎？今天咱們就來說說SIM卡的那點事兒。

什么是SIM卡？

簡單來說，SIM卡就是一個遵循gsm 11.11協(xié)議的、加密存儲固定數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，具備運算能力，可輸出結(jié)果的芯片。當(dāng)用戶把SIM卡插入移動設(shè)備后，設(shè)備根據(jù)SIM卡的信息上報數(shù)據(jù)，運營商對信息進(jìn)行鑒權(quán)，從而提供相應(yīng)服務(wù)。那么，SIM卡內(nèi)部是什么樣子的呢？咱們來一探究竟。

參考資料：

http://baijiahao.baidu.com/s?id=1567645634763988&wfr=spider&for=pc

如圖所示，SIM卡內(nèi)部有5個模塊：CPU（8位，負(fù)責(zé)運算）、ROM（6~16k bit程序存儲）、RAM（6~16k bit內(nèi)存）、EEPROM（16~256k bit，數(shù)據(jù)存儲）、通信單元。每一個模塊各司其職，為設(shè)備的可靠通信提供保障。

參考資料：

https://blog.csdn.net/actual_/article/details/5321645

那么，SIM卡都儲存了什么數(shù)據(jù)呢？一起來了解一下：

讀表之后，可能有的童鞋還是不太理解IMSI和ICCID的區(qū)別，我來舉個栗子：

“IMEI”是你的身份證號，“IMSI”是你的學(xué)號，“ICCID”是你的門禁卡卡號，“MISDN”是你的代號（9527是你的終生代號~）。

入學(xué)時，教務(wù)系統(tǒng)會給你分配一個唯一的代號（MSISDN）、學(xué)號（IMSI），門禁卡卡號（ICCID），三者互相綁定。

你在任何地方的刷卡行為，教務(wù)系統(tǒng)都能根據(jù)卡號（ICCID）反查找到你；其他不熟悉的你老師也可以根據(jù)你校服上的代號（MSISDN）快速找到你（所以不要沒事兒去撩秋香哦）。

如果某天你的門禁卡丟失了，去教務(wù)處補(bǔ)卡。你的學(xué)號（IMSI）不變，但是門禁卡卡號（ICCID）會變（因為更換了新卡，而每個卡的ID都是不同的）。教務(wù)系統(tǒng)中，重新綁定你的學(xué)號（IMSI）和門禁卡卡號（ICCID），新的門禁卡生效，舊卡失效。

畢業(yè)后，你的學(xué)號（IMSI）、學(xué)號短號（MSISDN）、門禁卡卡號（ICCID）作廢。

此過程中，你的身份證號（IMEI）都是始終不變的，伴隨終生。

通過這個例子，相信大家對IMSI和ICCID等的關(guān)系有了一個較為清晰的了解。不過實際通信的場景，要比例子復(fù)雜得多。

通常情況下，只有用戶在開卡時，才會使用到ICCID，其他場景不再使用該數(shù)據(jù)；通信時，設(shè)備使用KI加密后主動并上報IMSI等數(shù)據(jù)進(jìn)行身份鑒權(quán)，鑒權(quán)成功后，ISP提供對應(yīng)服務(wù)；補(bǔ)卡的時候，IMSI也會產(chǎn)生變化——不然會出現(xiàn)沖突，把另一個相同IMSI的設(shè)備踢下線。

為什么SIM卡有那么多規(guī)格？

N年前，iPhone4首次使用MicroSIM，大家才發(fā)現(xiàn)原來SIM卡可以變得那么小。為了能用上iPhone4，很多人還練就了一手剪卡絕技。

而兩代后的iPhone5，使用了“更激進(jìn)”的NanoSIM，更是讓大家“驚嘆不已”。然而，由于卡片太小，剪卡已經(jīng)行不通了。還好恰逢4G時代，運營商免費給用戶換卡，所以就都直接去營業(yè)廳換成NanoSIM啦。

不久的未來，iPhone X 2（暫定名）可能采用eSIM，連實體卡都沒有了呢。

那么，為什么看似普普通通的SIM卡還有那么多規(guī)格？剪卡到底是怎么回事？且聽我慢慢說來。

因為Mini-SIM的“留白”比較多，可以手工剪卡，使之成為Micro-SIM。但是Nano-SIM的體積很小，極容易誤傷，導(dǎo)致設(shè)備不識別SIM卡。故此，不建議剪卡。

那么，什么是eSIM呢？實際上就是把卡體的塑料部分去掉，直接把SIM卡的芯片焊到PCB板子上，從而實現(xiàn)通信的一種方式。因為eSIM焊在板子上了，所以需要到運營商處“寫號”（寫入IMSI、KI等數(shù)據(jù)）才能使用。

華為watch， Apple Watch II、ticWatch等產(chǎn)品內(nèi)置了eSIM，所以可以實現(xiàn)自主通信，或者使用中國移動提供的服務(wù)，自助實現(xiàn)一號多機(jī)。

參考資料：《中國移動 “一號雙終端”業(yè)務(wù)啟動 SIM卡會消失嗎？》

https://www.cnbeta.com/articles/tech/732481.htm

為什么3G升4G要換卡？日后4G升5G是不是也要換卡？

為什么網(wǎng)絡(luò)升級了，反而還需要用戶換卡呢？畢竟換卡也是挺麻煩的一件事。實際上，這是LTE的鑒權(quán)方式變更造成的。

不過呢，各個運營商的網(wǎng)絡(luò)制式不同，OTA卡、USIM卡的發(fā)卡情況也不同，所以有的運營商需要更換4G卡，有的不需要。不過為了KPI，所以基本上所有的運營商都讓用戶換卡了。

插卡不檢卡

“明明已經(jīng)把SIM卡插到板子上，怎么就沒辦法檢測到卡呢？卡放到手機(jī)里都是好好的啊……”——對于這種情況，開發(fā)者應(yīng)該認(rèn)真閱讀開發(fā)板的使用手冊，根據(jù)開發(fā)板的說明正確用卡。通常，無法檢測到卡大概率是因為把卡插反了；小概率是使用了物聯(lián)網(wǎng)模塊不支持的卡（如電信卡）造成的。

如果是偶發(fā)性的無法檢測到卡，很有可能是接觸不良導(dǎo)致的；此時應(yīng)該認(rèn)真檢查卡體是否有形變，金屬觸點是否有銹痕，是否使用了不合適的卡托等。

為了方便大家排除故障，特列表格如下，方便大家有針對性地解決此類問題：

精確的流量統(tǒng)計

對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而言，流量是相當(dāng)“金貴”的。哪怕是一個設(shè)備每天多幾百k的流量，幾萬個設(shè)備的小型應(yīng)用，一個月也要多付出很多流量成本。那么開發(fā)者應(yīng)該如何精確統(tǒng)計流量使用情況，將流量成本壓縮到最低呢？

很多人都會，計算流量誰不會啊，用公式就行了：

單次流量 * 間隔時間 * 天 = 月流量

這個公式看起來很正確。但是，正是看起來的正確，才讓很多人都陷入了誤區(qū)——你無法精確計算每次握手的流量值，更無法預(yù)判在實際場景的流量消耗。設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)情況也是各異的，無法簡單的套用公式求得精確解。

舉例：某粒子第一納秒以亞光速運動，其后收到碰撞靜止，直到半衰期。那么此時不能說它半衰期前的平均速度是c/2，而是應(yīng)該用宏觀角度的“位移/時間”這種方式計算平均速度。

同理，計算流量，應(yīng)該在多種場景計算平均值，而不是單純的計算單次用量（計算用電量也是如此，而且還要考慮溫度等多種因素）。譬如統(tǒng)計各種情況下的日、周流量，再擴(kuò)大對應(yīng)倍數(shù)，算的月流量（估）。

舉個例子說明一下：

從這個示例中可以看出，以不同情況下的日均值、周均值推算月流量近似。也就是說在這個情況下，每個月至少要保證單臺設(shè)備有35 * 1.05 = 36.8M的流量，才能維持穩(wěn)定通信。

有的童鞋可能會問，怎樣才能減少流量消耗呢？改善信號（最大限度避免重連）、優(yōu)化流程（減少不必要的通信）、動態(tài)調(diào)整心跳包間隔（根據(jù)實際場景代碼自動調(diào)整心跳包間隔，而不是固定間隔心跳包）、壓縮通信數(shù)據(jù)（刪除不必要的通信信息，壓縮數(shù)據(jù)），可以有效地減少流量消耗。

媽媽說，最重要的要放在最后壓軸——vSIM，即虛擬SIM卡

上文說了那么多因為SIM卡問題導(dǎo)致不檢卡、無法附著的情況。那么有沒有辦法一勞永逸的解決這些問題呢？

先給大家講一個關(guān)于SIM卡的趣聞小故事。

2017年4月，EkoLogiczna的成員在一只名為Kajtek的白鸛身上安裝了GPS追蹤器，希望可以監(jiān)控到白鸛去往非洲的遷徙路線，以及白鸛的飲食習(xí)性。

白鸛是一種候鳥，在接下來的一年里，這只鳥飛行了大約6000公里，EkoLogiczna也如愿收集到了想要的數(shù)據(jù)。

像許多其他在夏天在波蘭筑巢的鸛一樣，Kajtek也于2017年8月開始向南遷徙。但在今年2月，發(fā)生了一些奇怪的事情。

在從非洲返回波蘭的途中，Kajtek到達(dá)了蘇丹東部的青尼羅河谷，十天后，Kajteks的活動停止了。

觀測員認(rèn)為Kajtek可能已經(jīng)死了，因為它已經(jīng)“原因不明”地在該地區(qū)停留了兩個多月，但在2018年4月26日，觀測員再次收到了Kajtek的活動信號。

很奇怪的，信號在一個白天向候鳥遷徙的相反方向折回了25公里，隨后徹底消失。

但那并不是故事的結(jié)局。上個月，EkoLogiczna在Kajtek的GPS追蹤器上安裝的SIM卡收到了話費賬單，金額高達(dá)驚人的10000 PLN（波蘭茲羅提，約人民幣17520元）

啥情況？鳥打越洋電話了？？

當(dāng)然不會是鳥突然開始煲電話粥，真相很明顯：有人拆下了Kajtek身上的追蹤器，拔出了里面的SIM卡，插進(jìn)了自己的手機(jī)，然后撥打了20個小時的電話。

EcoLogic將不得不支付這一天價話費賬單。

近2w的話費！這太聳人聽聞了！相當(dāng)于小編我半個月工資呢（這個逼裝的完美不？）！可是，如果使用實體卡，這種情況就無法避免，那么有沒有什么方式可以用技術(shù)手段規(guī)避呢？

接下來，讓我們以熱烈的掌聲，請出主角~~~

Duang~duang~duang~

Luat的拳頭產(chǎn)品---vSIM

vSIM，即virtual-SIM，虛擬SIM卡技術(shù)。特指沒有實體SIM卡，完全靠通信模塊自身軟硬件實現(xiàn)通信的方式。

擁有vSIM功能的通信模塊，配合為vSIM特殊定制的底層軟件，實現(xiàn)了內(nèi)置加密存儲數(shù)據(jù)（IMSI、KI等）。在登陸網(wǎng)絡(luò)、鑒權(quán)、通信時，自動處理相應(yīng)的邏輯，從而實現(xiàn)不需要實體SIM卡也能提供穩(wěn)定的2G通信體驗。

因為vSIM是使用了軟件方式代替實體SIM卡，所以資費上，vSIM和實體SIM卡是完全相同的。隨著提速降費的推進(jìn)，我們有理由相信，未來的流量費會更低。

因為不存在實體SIM卡，所以硬件上，也省去了卡座、卡托等成本，更方便布局，對于量產(chǎn)化是極大的優(yōu)勢。使用vSIM，開發(fā)者可以更專注于程序的編寫。再也不用分心處理用戶把SIM卡插反，接觸不良等原因?qū)е碌耐ㄐ女惓栴}啦。

可能很多小伙伴對vSIM并不了解，所以還是不太放心——畢竟SIM卡責(zé)任重大，如果vSIM出現(xiàn)問題導(dǎo)致設(shè)備頻繁斷聯(lián)，甚至離線，這個鍋可是背不起的。那么，vSIM體驗是否和實體SIM卡一致？上層代碼是否需要修改等等？在此小編可以負(fù)責(zé)任的告訴大家，各位童鞋的請放心，vSIM的信號、通信體驗和實體卡完全一樣，甚至?xí)?；上層代碼也不需要進(jìn)行任何修改，既可體驗vSIM。

也就是說，實體SIM卡能給你的體驗，vSIM都有；而vSIM能帶給你的便利，實體SIM卡永遠(yuǎn)做不到。

vSIM應(yīng)運而生，順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)IoT場景之需，節(jié)省空間，避免盜用，杜絕實體機(jī)因射頻干擾而掉卡的頑疾。

vSIM代替實體SIM卡，是大勢所趨。