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(普通問題)
提問者:
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問題答案
( 5 )
SIM卡是一種接觸式IC卡，里面儲存了SIM卡序列號、國際移動用戶識別碼（IMSI）、鑒權(quán)密鑰（Ki）、PIN密碼、PUK密碼、運營商服務(wù)菜單、短信和通訊錄（如果你選擇把它們保存在SIM卡上的話）。SIM卡里面沒有本機號碼，那怎么實現(xiàn)通信呢？以使用最廣泛的GSM標(biāo)準(zhǔn)為例，當(dāng)你注冊一個手機號的時候，運營商就將這個手機號與SIM卡序列號、卡里的IMSI和鑒權(quán)密鑰Ki做了對應(yīng)登記，儲存在數(shù)據(jù)庫里。在開機的時候，手機向SIM卡請求IMSI，然后把IMSI發(fā)送給運營商。運營商通過在數(shù)據(jù)庫中檢索這個IMSI來判斷你是否是合法用戶，并獲得這個IMSI所對應(yīng)的手機號碼和鑒權(quán)密鑰Ki。隨后，運營商會任意生成一個隨機數(shù)，并把這個隨機數(shù)發(fā)送給手機。同時，運營商使用這個隨機數(shù)和鑒權(quán)密鑰Ki算出一個通訊密鑰Kc和一個返回碼Res。手機將接收到的隨機數(shù)輸入SIM卡。SIM卡也用自身儲存的鑒權(quán)密鑰Ki和這個隨機數(shù)算出通訊密鑰Kc和返回碼Res，然后讓手機只將Res發(fā)回給運營商。運營商收到Res后，并與自己之前算出來的Res對比，如果兩者一致，那么恭喜你，你的手機就接入網(wǎng)絡(luò)啦！這個過程就是“鑒權(quán)”。此后的通訊過程，運營商和手機雙方都是使用剛剛算出的通訊密鑰Kc進(jìn)行加密的。如果SIM卡被復(fù)制了，我的電話會被竊聽嗎？答案是不會，因為這兩張卡根本無法同時通話。即使有人成功復(fù)制了你的SIM卡，復(fù)制卡與原始卡無異，可以通過鑒權(quán)，并接入運營商網(wǎng)絡(luò)。但當(dāng)兩張卡同時使用的時候，問題就出現(xiàn)了。之前提到，SIM卡在接入運營商網(wǎng)絡(luò)以后，所有通信都采用Kc密鑰加密，而Kc密鑰是在鑒權(quán)過程中隨機生成的。所以盡管兩張卡是一樣的，但是由于鑒權(quán)是分別進(jìn)行的，獲取的Kc一定不同。當(dāng)一只手機利用其中一張卡進(jìn)行通訊時，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的Kc密鑰無效，將強制重新進(jìn)行一次鑒權(quán)，得到新的Kc，這樣之前的Kc就失效了。另一張卡的通信則會因為密鑰失效而被迫中斷，要想再次獲得和移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的權(quán)利，就必須通過重新開機、撥打電話或發(fā)送短信的方式強制進(jìn)行重新鑒權(quán)�？傊粫r刻只可能有一部手機保持通信狀態(tài)，而用戶看到的表象是：兩部手機可以分別但無法同時撥打電話和發(fā)送短信，當(dāng)來電的時候，只有最近一次通過話或發(fā)過短信的那部手機才可響鈴接聽，另外一部手機不響鈴也無法接聽。在這種情況下，你收到的電話和短信中的一部分可能會被另一部手機攔截，但你通話時，卻無法通過另一部手機來竊聽——只是，各項費用肯定要由你埋單啦。
回答者：
2ndsky
回答時間：2013-11-30 12:11
12
9
在GSM中，是網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)，是單向的！
在GSM網(wǎng)絡(luò)中，鑒權(quán)是三元組，方式非常簡單。
VLR向HLR索要鑒權(quán)三元組參數(shù)（RAND,SRES和kc)，然后保存在VLR中。
網(wǎng)絡(luò)將隨機參數(shù)rand下發(fā)給終端，終端根據(jù)保存在卡上的密鑰ki，進(jìn)行一定的算法，算出一個鑒權(quán)參數(shù)SRES，然后再反饋給網(wǎng)絡(luò)，VLR比對從HLR獲取到的SRES與終端計算的SRES是否相同，如果相同則鑒權(quán)通過。
所以SIM卡復(fù)制的關(guān)鍵是要知道卡中的KI值！
在GSM網(wǎng)絡(luò)中，鑒權(quán)是三元組，方式非常簡單。
VLR向HLR索要鑒權(quán)三元組參數(shù)（RAND,SRES和kc)，然后保存在VLR中。
網(wǎng)絡(luò)將隨機參數(shù)rand下發(fā)給終端，終端根據(jù)保存在卡上的密鑰ki，進(jìn)行一定的算法，算出一個鑒權(quán)參數(shù)SRES，然后再反饋給網(wǎng)絡(luò)，VLR比對從HLR獲取到的SRES與終端計算的SRES是否相同，如果相同則鑒權(quán)通過。
所以SIM卡復(fù)制的關(guān)鍵是要知道卡中的KI值！
回答者：
wwwmscbsccom
回答時間：2013-11-30 13:29
12
10
http://www.guokr.com/article/3477/
第二步 讀寫成功后，會自動生成一個文件，里面有卡里面的ICCID、IMSI、KI、SMSP、文件名信息。記者打開寫卡軟件，將相應(yīng)的信息填入寫卡軟件。
第三步 記者將一個空白的新SIM卡插入讀卡器，點擊“寫入當(dāng)前信息”，2秒鐘后，手機卡便復(fù)制好了。記者按照這樣的方法共復(fù)制了五張SIM卡，成功了四個。其中2004年的卡只花了20分鐘就復(fù)制成功，但2011年的卡則花了3個多小時。
復(fù)制卡和原卡同時裝到手機里兩卡都能用，但不能同時用
手機卡復(fù)制好后，記者將兩張一樣的SIM卡裝到兩部手機上，發(fā)現(xiàn)都能用。記者用自己的手機撥打該號碼，每次只能有一部手機接到電話，發(fā)短信也只有其中一部手機可以收到，但具體是哪一部能接到，隨機性很大。記者又用新復(fù)制的卡撥打記者的手機，顯示的也是該機主的號碼。同時，兩部手機也都能上網(wǎng)。
不過記者將自己的手機SIM卡掛失后，補辦了一張新卡，然后記者再將老卡連入電腦讀寫，發(fā)現(xiàn)被掛失的老卡是讀寫不了的。此外，記者還發(fā)現(xiàn)，移動2012年以前的號碼都比較容易復(fù)制，但2012年的那張SIM卡，記者就沒有復(fù)制成功。而聯(lián)通186
第二步 讀寫成功后，會自動生成一個文件，里面有卡里面的ICCID、IMSI、KI、SMSP、文件名信息。記者打開寫卡軟件，將相應(yīng)的信息填入寫卡軟件。
第三步 記者將一個空白的新SIM卡插入讀卡器，點擊“寫入當(dāng)前信息”，2秒鐘后，手機卡便復(fù)制好了。記者按照這樣的方法共復(fù)制了五張SIM卡，成功了四個。其中2004年的卡只花了20分鐘就復(fù)制成功，但2011年的卡則花了3個多小時。
復(fù)制卡和原卡同時裝到手機里兩卡都能用，但不能同時用
手機卡復(fù)制好后，記者將兩張一樣的SIM卡裝到兩部手機上，發(fā)現(xiàn)都能用。記者用自己的手機撥打該號碼，每次只能有一部手機接到電話，發(fā)短信也只有其中一部手機可以收到，但具體是哪一部能接到，隨機性很大。記者又用新復(fù)制的卡撥打記者的手機，顯示的也是該機主的號碼。同時，兩部手機也都能上網(wǎng)。
不過記者將自己的手機SIM卡掛失后，補辦了一張新卡，然后記者再將老卡連入電腦讀寫，發(fā)現(xiàn)被掛失的老卡是讀寫不了的。此外，記者還發(fā)現(xiàn)，移動2012年以前的號碼都比較容易復(fù)制，但2012年的那張SIM卡，記者就沒有復(fù)制成功。而聯(lián)通186
回答者：
xhy13312
回答時間：2013-11-30 15:29
17
12
GSM 的加密系統(tǒng)里面大致涉及三種算法，A3,A5,A8，這些并不特定指代什么算法，只是給出算法的輸入和輸出規(guī)范，以及對算法的要求，GSM 對于每種算法各有一個范例實現(xiàn)，理論上并沒有限制大家使用哪種算法。但是世界上的設(shè)備商和運營商都是很懶得溝通的，看到既然有了范例實現(xiàn)，就都拿來用了，于是全世界的 SIM 卡被XX了都一樣拷法。
說到這里就不能不簡單介紹一下 SIM 卡, SIM 卡是一種智能卡片，里面有個非常簡單的 CPU 和一點 NVRAM，可以存儲和讀出數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行一些運算。卡里面有很多內(nèi)容，不過我只介紹和加密相關(guān)的。每張 SIM 卡里面一般都存著一個全球唯一的標(biāo)志號，叫做 IMSI，這個是用來唯一標(biāo)識你 SIM 卡的，手機在開機時候會從卡里面讀出這個號發(fā)給移動網(wǎng)絡(luò)，移動那里有一個很大的數(shù)據(jù)庫，描述了 IMSI 和手機號的對應(yīng)關(guān)系，于是網(wǎng)絡(luò)就知道你的手機號是多少了（如果你手機卡丟了去補，新補來的卡 IMSI 和原有的不同，而移動數(shù)據(jù)庫那里將你原來的手機號指向新的 IMSI，舊的卡就再也不能用了）除了 IMSI ，還有 16 個字節(jié)的密鑰數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)是無法通過 SIM 卡的接口讀出的，通常稱為 Ki， Ki 在移動網(wǎng)絡(luò)那邊也保存了一份。
在手機登錄移動網(wǎng)絡(luò)的時候，移動網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生一個 16 字節(jié)的隨機數(shù)據(jù)(通常稱為 RAND)發(fā)給手機，手機將這個數(shù)據(jù)發(fā)給 SIM 卡， SIM 卡用自己的密鑰 Ki 和 RAND 做運算以后，生成一個 4 字節(jié)的應(yīng)答(SRES)發(fā)回給手機，并轉(zhuǎn)發(fā)給移動網(wǎng)絡(luò)，與此同時，移動網(wǎng)絡(luò)也進(jìn)行了相同算法的運算，移動網(wǎng)絡(luò)會比較一下這兩個結(jié)果是否相同，相同就表明這個卡是我發(fā)出來的，允許其登錄。這個驗證算法在 GSM 規(guī)范里面叫做 A3，m = 128 bit, k = 128 bit, c=32 bit，很顯然，這個算法要求已知 m 和 k 可以很簡單的算出 c ，但是已知 m 和 c 卻很難算出 k 。A3 算法是做在 SIM 卡里面的，因此如果運營商想更換加密算法，他只要發(fā)行自己的 SIM 卡，讓自己的基站和 SIM 卡都使用相同的算法就可以了，手機完全不用換。
在移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 RAND 過來的時候，手機還會讓 SIM 卡對 RAND 和 Ki 計算出另一個密鑰以供全程通信加密使用，這個密鑰的長度是 64 bits, 通常叫做 Kc, 生成 Kc 的算法是 A8 ，因為 A3 和 A8 接受的輸入完全相同，所以實現(xiàn)者偷了個懶，用一個算法同時生成 SRES 和 Kc 。
在通信過程中的加密就是用 Kc 了，這個算法叫做 A5 ，因為 A5 的加密量很巨大，而且 SIM 卡的速度很慢，因此所有通信過程中的加密都是在手機上面完成的，這樣一來，除非天下所有 GSM 手機都至少支持一種相同的 A5 算法，否則就沒法漫游了，這時候運營商和設(shè)備商的懶惰又體現(xiàn)出來了，全世界目前只有一種通用的 A5 算法，沒有其他的，這個算法就是和 Kc 的 8 字節(jié)序列進(jìn)行簡單的循環(huán) XOR，再和報文序號做個減法。
上面只是簡單的介紹 GSM 的加密通信過程，實際上 GSM 的操作比這個還要復(fù)雜一些，比如除了第一次登錄時候用真正的 IMSI ，之后都是用商定的臨時標(biāo)識 TMSI ，不過這個不是今天討論的重點。
下面就來說說為啥手機卡可以被復(fù)制。
從前面的介紹里面我們知道，要完成一次登錄過程，IMSI 和 Ki 是必不可少的，A3 算法也需要知道，這其中, IMSI 是直接可讀的，但是 A3 算法和存在你的卡里面的數(shù)據(jù)，都是不知道的，手機只是簡單的把 RAND 給 SIM 卡, SIM 卡把算好的數(shù)據(jù)返回。實際設(shè)備中使用的 A3 算法被作為高級商業(yè)機密保護(hù)起來。但是世界上沒有不透風(fēng)的墻，在 1998 還是 1999 年的時候，有人從哪里偷到了幾頁紙的相關(guān)文檔，然后把這文檔輸入了電腦。后來這個文檔落到了加州伯克力幾個教授手里面。這個文檔里面缺少一些東西，而且還有寫錯的地方，這幾個牛教授們拿一個 SIM 卡比對了一陣子，把缺的補上了，錯的也給修正了，于是這個算法就成為了世人皆知的秘密。這個算法又被叫做 Comp128 ，他同時生成 SRES 和 Kc ，代碼在這個文件里面。
說到這里就不能不簡單介紹一下 SIM 卡, SIM 卡是一種智能卡片，里面有個非常簡單的 CPU 和一點 NVRAM，可以存儲和讀出數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行一些運算。卡里面有很多內(nèi)容，不過我只介紹和加密相關(guān)的。每張 SIM 卡里面一般都存著一個全球唯一的標(biāo)志號，叫做 IMSI，這個是用來唯一標(biāo)識你 SIM 卡的，手機在開機時候會從卡里面讀出這個號發(fā)給移動網(wǎng)絡(luò)，移動那里有一個很大的數(shù)據(jù)庫，描述了 IMSI 和手機號的對應(yīng)關(guān)系，于是網(wǎng)絡(luò)就知道你的手機號是多少了（如果你手機卡丟了去補，新補來的卡 IMSI 和原有的不同，而移動數(shù)據(jù)庫那里將你原來的手機號指向新的 IMSI，舊的卡就再也不能用了）除了 IMSI ，還有 16 個字節(jié)的密鑰數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)是無法通過 SIM 卡的接口讀出的，通常稱為 Ki， Ki 在移動網(wǎng)絡(luò)那邊也保存了一份。
在手機登錄移動網(wǎng)絡(luò)的時候，移動網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生一個 16 字節(jié)的隨機數(shù)據(jù)(通常稱為 RAND)發(fā)給手機，手機將這個數(shù)據(jù)發(fā)給 SIM 卡， SIM 卡用自己的密鑰 Ki 和 RAND 做運算以后，生成一個 4 字節(jié)的應(yīng)答(SRES)發(fā)回給手機，并轉(zhuǎn)發(fā)給移動網(wǎng)絡(luò)，與此同時，移動網(wǎng)絡(luò)也進(jìn)行了相同算法的運算，移動網(wǎng)絡(luò)會比較一下這兩個結(jié)果是否相同，相同就表明這個卡是我發(fā)出來的，允許其登錄。這個驗證算法在 GSM 規(guī)范里面叫做 A3，m = 128 bit, k = 128 bit, c=32 bit，很顯然，這個算法要求已知 m 和 k 可以很簡單的算出 c ，但是已知 m 和 c 卻很難算出 k 。A3 算法是做在 SIM 卡里面的，因此如果運營商想更換加密算法，他只要發(fā)行自己的 SIM 卡，讓自己的基站和 SIM 卡都使用相同的算法就可以了，手機完全不用換。
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在通信過程中的加密就是用 Kc 了，這個算法叫做 A5 ，因為 A5 的加密量很巨大，而且 SIM 卡的速度很慢，因此所有通信過程中的加密都是在手機上面完成的，這樣一來，除非天下所有 GSM 手機都至少支持一種相同的 A5 算法，否則就沒法漫游了，這時候運營商和設(shè)備商的懶惰又體現(xiàn)出來了，全世界目前只有一種通用的 A5 算法，沒有其他的，這個算法就是和 Kc 的 8 字節(jié)序列進(jìn)行簡單的循環(huán) XOR，再和報文序號做個減法。
上面只是簡單的介紹 GSM 的加密通信過程，實際上 GSM 的操作比這個還要復(fù)雜一些，比如除了第一次登錄時候用真正的 IMSI ，之后都是用商定的臨時標(biāo)識 TMSI ，不過這個不是今天討論的重點。
下面就來說說為啥手機卡可以被復(fù)制。
從前面的介紹里面我們知道，要完成一次登錄過程，IMSI 和 Ki 是必不可少的，A3 算法也需要知道，這其中, IMSI 是直接可讀的，但是 A3 算法和存在你的卡里面的數(shù)據(jù)，都是不知道的，手機只是簡單的把 RAND 給 SIM 卡, SIM 卡把算好的數(shù)據(jù)返回。實際設(shè)備中使用的 A3 算法被作為高級商業(yè)機密保護(hù)起來。但是世界上沒有不透風(fēng)的墻，在 1998 還是 1999 年的時候，有人從哪里偷到了幾頁紙的相關(guān)文檔，然后把這文檔輸入了電腦。后來這個文檔落到了加州伯克力幾個教授手里面。這個文檔里面缺少一些東西，而且還有寫錯的地方，這幾個牛教授們拿一個 SIM 卡比對了一陣子，把缺的補上了，錯的也給修正了，于是這個算法就成為了世人皆知的秘密。這個算法又被叫做 Comp128 ，他同時生成 SRES 和 Kc ，代碼在這個文件里面。
回答者：
zhangshiqin
回答時間：2013-11-30 23:13
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12
如果在網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加了終端的識別,則SIM卡復(fù)制將無效!
回答者：
litom2004
回答時間：2013-12-02 11:16
12
9
• 北京電旗通訊技術(shù)股份有限公司
聘：北方省份-5G中高級前后臺工程師
需求人數(shù)：10 人 地點：沈陽市,長春市,松原市,濟寧市,菏澤市
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