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北京邮电大学硕士学位论文 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 摘要 s i m 卡( s u b s c r i b e ri d e n t i t ym o d u l e 用户认证模块) 是g s m 数字移动电话用 户的身份识别卡，用于存储用户的身份识别码和密钥，并支持g s m 系统对用户 的鉴权。s i m 卡在当代移动通信运营中，作用不仅仅是作为识别身份、储存电话 号码等个人信息数据，更重要是作为移动通信业务的承载体，s i m 卡成为运营商 与客户沟通的主要桥梁。经过十多年的发展，s i m 卡已经演变为运营商推广其增 值业务最直接的载体。 移动通信业务已经从简单的话音业务竞争，转向了增值业务的竞争。作为联 系最终用户的唯一纽带和最强有力的工具，运营商期望在s i m 卡上实现尽可能多 的功能，如果s i m 卡不仅仅是增值业务代码的承载平台，而是能成为更多增值业 务的运行平台，这对运营商将会带来极大的吸引力，对于运营商而言，显然提高 s i m 卡的附加值，摆脱当前低水平竞争者的纠缠的良机，对于最终用户而言，可 以获得更多的存储与增值业务选择机会，并降低对手机型号的依赖性。 s i m 卡在中国移动集团的发展中发挥着不可忽视的作用。本文通过s i m 卡技 术发展介绍，详细阐述了中国移动s i m 卡业务为中国移动用户发展带来的各种益 处，同时，对中国移动集团以后s i m 卡业务发展战略做了描述。 总之，越来越多的移动通讯运营商意识到，提高s i m 卡产品的附加值，对移 动通讯运营商的重要性不言而喻，对于未来，s i m 卡将朝着更具开放性、安全性 和3 g 时代的多功能性方向发展。 关键词：中国移动，s i m 卡，e t a ，移动支付，战略 北京邮电大学硕士学位论文 s t r a t e g i cr e s e a r c ho fc h i n a m o b i l es i mc a r d b u s i n e s sd e v e l o p m e n t a b s t r a c t s i mc a r d ( s u b s c r i b e ri d e n t i t ym o d u l e ) i sg s md i 西t a lm o b i l ep h o n eu s e r si d e n t i t y c a r d ，w h i c hi su s e df o rm e m o r i z i n gc u s t o m e ri d e n t i f i c a t i o nc o d ea n dc o n f i d e n t i a lk e y i t a l s os u p p o r t st h ea u t h e n t i c a t i o no fg s m s y s t e m i nr e c e n t l ym o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ，s i m c a r d sw o r k sn o to n l y 弱i d e n t i f i n gp e r s o n a ld a t a , b u tm o r ei n p o r t a n t l ya st h ec a r d e ro f m o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o nb u s i n e s s s i mc a r db e c o m e st h em a i nb r i d g eb e t w e e nt e l e c o m o p e r a t o r sa n dt h ec u s t o m e r a f t e rm o r et h a nt e ny e a r so fd e v e l o p m e n t , s i mc a r dh a s a l r e a d yd e v e l o p e dt ob et h em o s tp o p u l a ra n dd i r e c tv a l u e - a d d e ds e r v i c ec a r r i e ra m o n g t e l e c o mo p e r a t o r s t h ec o m p e t a t i o no fm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n sh a ss w i t c h e df i o mv o i c eb u s i n e s st o v a l u e - a d d e db u s i n e s s a st h eu n i q u ea n dm o s tp o w e r f u lv i e h l et oc o n n e c tt h et e r m i n a l u s e r s ，s l mc a r d sa r ee x p e c t e db yt h eo p e r a t o r st ob ee q u i p p e dw i t ha sm u c hf u n c t i o n s 弱 p o s s i b l e i fs i mc a r d sa r en o to n l yt h ec a r r i e rb u tt h ec i r c u l a t o ro f v a l u e a d d e db u s i n e s s ， o b v i o u s l y , a sf a ra st h eo p e r a t o r sc o n c e r n e d ，t h ea t t a c h e dv a l u eo fs i mc a r d sh a v eb e e n i n c r e a s e d m o r e o v e r , s i mc a r d sw o u l db em u c hm o r ea t t a c t i v et oo p e r a t o r sa n dp r o v i c e s t h e mt h eg o o dc h a n c et og e tr i do ft h el o w e r - l e v e lc o m p e t i t o r a n da sf o rt h et e r m i n a lu s e r s ， m e yw o u l de x p e c tm o r eo p p o r t u n i t yt o c h o o s et h es a v i n ga n dv a l u e a d d e ds e r v i c e ，a n d b r e a kt h et i et oc e r t a i nm o b i l ep h o n et y p e s i mc a r dp l a y san e g l i g i b l er o l ei nt h ed e v e l o p m e n to fc h i n am o b i l e t h i se s s a y e x o a t i a t e s0 1 1t h eb e n e f i t sb r o u g h tt oc h i n am o b i l es u b s c r i b e r sd e v e l o p m e n t ，a n d m e a n w h i l e ，t h eb u s i n e s ss t r a t e g yo fc h i n am o b i l ew i l la l s ob ee x p l a i n e di nt h i se s s a y i naw o r d ，m o r ea n dm o r em o b i l ec o m m u n i c a t i o no p e r a t o r sr e a l i z e dt h a tt h e i m p o r t a n c eo fa d d e d v a l u eo fs i mc a r dp r o d u c t ，a n di nt h ef u t u r e ，s i mc a r dp r o d u c t sw i l l f o l l o wt h e3 gd i r e c t i o no fm o r eo p e n i n g , s a f e t y , a n dm u l t i f u n c t i o n a l i t y k e y w o r d ：c h i n am o b i l e ，s i mc a r d , o t a ，m o b i l ep a y m e n t , s t r a t e g y h 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以 公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇 编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释： 本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人躲塑堕吼竺墨坦12 导师签名：日期：竺! ：生! ! 北京邮电大学硕士学位论文第1 页共7 7 页 第一章绪论 1 1 中国国内移动用户情况介绍 据工业和信息化部数据显示，截至到2 0 0 8 年6 月3 0 日，中国国内移动用户 数增长情况具体见下表： 表1 - 1 ：移动用户数( 单位：千) 移动用户月数据0 8 年1 月0 8 年2 月 0 8 年3 月0 8 年4 月 0 8 年5 月 0 8 年6 月 中国移动用户总量3 7 6 3 8 33 8 4 3 5 43 9 2 1 4 03 9 9 5 4 84 0 7 0 3 94 1 4 5 8 9 中国联通g s m 用户总量1 2 1 6 8 91 2 2 9 0 11 2 4 2 2 51 2 5 4 3 41 2 6 5 2 51 2 7 5 9 9 中国联i 呲d m a 用户总量4 2 2 3 04 2 5 0 84 2 8 0 94 3 0 9 84 3 1 5 34 3 1 6 9 从表中数据可以看到，中国移动用户增长稳定。中国移动6 月净增用户7 5 5 万人，高于5 月的7 4 9 万，用户总数达到4 1 ，4 5 9 万。中国移动占据了移动用户市 场7 0 的市场份额。 中国联通用户增长放缓。中国联通6 月c d m a 用户仅增加1 6 ，0 0 0 用户，大 大低于5 月的5 5 ，0 0 0 ，是0 2 年初推出该业务以来的最低月增用户水平；c d m a 用户总数达到4 ，3 1 7 万。g s m 业务净增用户1 0 7 万( 5 月净增1 0 9 万) ，总数达到 1 2 7 5 9 9 亿用户。g 网用户占总数的7 4 7 2 ；c 网用户4 3 1 6 9 万户，占总用户数 的2 5 2 8 。 1 2 中国移动通信集团公司介绍 中国移动通信集团公司( 简称“中国移动”) 于2 0 0 0 年4 月2 0 日成立，注册 资本为5 1 8 亿元人民币，资产规模超过7 0 0 0 亿元。中国移动是中国唯一专注于移 动通信运营的运营商，拥有全球第一的网络和客户规模，是北京2 0 0 8 奥运会合作 伙伴。 中国移动通信集团公司全资拥有中国移动( 香港) 集团有限公司，由其控股 的中国移动有限公司在国内31 个省( 自治区、直辖市) 设立全资子公司，并在香 港和纽约上市。目前，中国移动有限公司是我国在境外上市公司中市值最大的公 司之一。中国移动主要经营移动话音、数据、i p 电话和多媒体业务，并具有计算 机互联网国际联网单位经营权和国际出入口局业务经营权。除提供基本话音业务 外，还提供传真、数据、i p 电话等多种增值业务，拥有“全球通”、“神州行”、“动 感地带”等著名服务品牌，用户号码段包括“1 3 9 ”、“1 3 8 ”、“1 3 7 ”、“1 3 6 ”、“1 3 5 ”、 “1 3 4 ( 0 至8 号段) ”和“1 5 0 ”、“1 5 l ”、“1 5 8 ”、“1 5 9 ”。 中国移动集团s l m 卡发展战略研究 北京邮电大学硕士学位论文第2 页共7 7 页 中国移动在我国移动通信大发展的进程中，始终发挥着主导作用，并在国际 移动通信领域占有重要地位。经过十多年的建设与发展，中国移动已建成一个覆 盖范围广、通信质量高、业务品种丰富、服务水平一流的移动通信网络。网络规 模和客户规模列全球第一。目前，网络已经1 0 0 覆盖全国县( 市) ，主要交通干 线实现连续覆盖，城市内重点地区基本实现室内覆盖，客户总数超过3 7 亿户； 截止2 0 0 7 年1 2 月3 1 日，中国移动与2 3 1 个国家和地区的3 5 0 个运营公司开通了 g s m 国际漫游业务，并与1 6 1 个国家和地区的1 8 7 个运营商开通了g p r s 国际漫 游，国际短信共通达1 1 0 个国家和地区的2 6 2 家运营商，彩信通达4 4 个国家和地 区的7 4 家运营商，同时，中国移动还将不断扩大国际漫游通达范围。 中国移动已经成功进入国际资本市场，良好的经营业绩和巨大的发展潜力吸 引了众多国际投资。中国移动已连续7 年被美国财富杂志评为世界5 0 0 强， 最新排名第1 8 0 位。上市公司成为连续四年入榜福布斯“全球4 0 0 家a 级最 佳大公司刀的唯一中国企业。中国移动通信的品牌价值不断上升，连续第二年进 入金融时报全球最强势品牌排名，品牌价值( 4 1 2 亿美元) 列第五位；再次 入选世界品牌实验室编制的世界品牌5 0 0 强，名次大幅提升至6 6 位；债信评 级随国家主权评级继续得到标准普尔和穆迪公司同步调升。 中国移动既是一个财务稳健、能够产生稳定现金流的赢利性公司，又是一个 充满发展潜力、具有发展前景的持续成长性公司。面向未来，中国移动确立了“做 世界一流企业，实现从优秀到卓越的新跨越”的发展战略目标。围绕这一目标， 中国移动通信将秉承“正德厚生、臻于至善 的企业核心价值观，深入贯彻科学 发展观，努力提升核心竞争力，通过打造卓越的运营体系，建设卓越的组织，培 育卓越的人才，打造“一个中国移动( o n ec m ) ，努力成为移动信息专家和卓 越品质的创造者。 1 3 中国移动用户发展s i m 卡起到的作用 中国移动能够发展到具有如此大的用户规模，s i m 卡在这其中起到了很大的 作用。 在无线通讯的初期，无线传输比固定传输更易被窃听，如果不提供特别的保 护措施，很容易被窃听或被假冒一个注册用户。八十年代的模拟系统深受其害， 令到用户利益受损，因此g s m 首先引入了s i m 卡技术，从而使g s m 在安全方 面得到了极大改进。它通过鉴权来防止未授权的接入，这样保护了网络运营者和 用户不被假冒的利益；通过对传输加密可以防止在无线信道上被窃听，从而保护 了用户的隐私；另外，它以一个临时代号替代用户标识，使第三方无法在无线信 道上跟踪g s m 用户，而且这些保密机制全由运营者进行控制，用户不必加入更 中国移动集团s 1 m 卡发展战略研究 北京邮电大学硕士学位论文第3 页共7 7 页 显安全。在g s m 网络中，由于引入了s i m 卡的技术，使无线电通信从不保密的 禁区解放出来，只要客户手持一卡，可以实现走遍世界的愿望。 对于移动通讯用户服务的使用客户，s i m 卡和手机一起构成了用户体验和使 用移动服务的平台，对于用户来说，由s i m 卡和手机组成的手持终端是最直观和 最直接地体验和使用中国移动服务和产品的媒介。在这，根据移动通讯特点对s i m 卡与手机终端进行对比，对比情况见下以下对比表格： 表1 - 2 ：市场特点对比 s i m 卡手机 营销渠道简单容易控制难，不易控制 营销成本低高 表1 - 3 ：现阶段技术特点对比 s i m 卡 手机 安全性高低 处理能力低高 存储容量小大 随着s i m 卡技术的发展，s i m 卡在处理能力、存储容量等方面都将得到跳跃 式的发展，处理能力达到3 2 6 4 位、存储容量上m 级、g 级的s i m 卡将相继出现。 表1 4 ：应用特点对比 s i m 卡 手机 不可控( 非定制) 运营商控制完全控制 控制很难( 定制) 用户更换频率低高 采购和控制成本低高 界面和标准统一， 界面和标准各不相同， 用户体验 相同的用户体验不同的用户体验 覆盖全体移动现有用户群及潜只覆盖少数使用该种手机的用 受众群体 在用户群户群 当前应用内容内容简单内容丰富 从前面的s i m 卡和手机的比较中我们可以看到，除了受处理能力和存储容量 限制而外，s i m 卡具有先天的优势，能够成为运营商与用户联系的核心。 作为移动通信业务的承载体，s i m 卡成为运营商与客户沟通的主要桥梁，是 运营商联系用户的核心，更是运营商手中的一种非常值得利用的和容易掌控的资 源，在当代移动通信运营中，s i m 卡作用不仅仅是作为识别身份、储存电话号码 等个人信息数据，更重要是作为移动通信业务的承载体，具有无可比拟的优势： r1 ) 市场优势 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 北京邮电大学硕士学位论文 第4 页共7 7 页 低成本：一张s i m 的成本只是手机的1 1 0 0 ； 高效益：不用拓展新的市场渠道； 全覆盖：能够覆盖所有的市场目标用户。 ( 2 ) 应用优势 品牌建设方面，直接将品牌形象展现给用户，如品牌专用s i m 卡； 在增值业务应用方面，用户界面、用户体验统一，有助于推广； 在应用控制方面，运营商控制力强，能完全主导其应用和发展； 在满足用户个性化终端需求的同时，避免用户不必要的离网。 ( 3 ) 技术优势 标准统一 s i m u s i m 卡技术标准统一，利用大规模推广应用； 安全优势 安全、鉴权应用； 存储移动通信网络的关键参数； 用户个人信息管理； 存储在其它应用中的核心数据。 高效率 技术升级和应用迅速； 技术开发应用的周期只是手机的1 5 , 多应用 可以和国家金卡工程等多方面应用结合，实现用户绑定； 多角度应用，提高用户忠诚度。 作为是运营商和用户直接的纽带，s i m 卡其主要作用如下： ( 1 ) 运营商和应用提供商更好的管理和控制相关业务。 ( 2 ) s i m 卡成为应用业务的有效载体，如短信群发等； ( 3 ) 创新的运营模式：用户有偿使用卡端功能； ( 4 ) 用户可以自由选择下载个性化的应用业务； ( 5 ) 在满足用户个性化需求的同时，提升用户忠诚度。 随着信息时代发展，技术的整合应用随处可见，s i m 卡也不断发展，已经 成为应用创新的新领域。随着3 g 智能卡在安全性和功能上日趋完善，实现了从 单一电信功能向跨领域多应用i c 卡平台的演进，成为不同行业间跨领域合作、 相互渗透经营的媒介，可以为电信运营商、金融机构、零售商业、公用事业和娱 乐业等提供实现新型的移动商业模式的可行性。 本文将详细阐述s i m 卡对中国移动发展用户的各个方面发展起到的作用。 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 北京邮电大学硕士学位论文第5 页共7 7 页 第二章s i m 卡基础知识 2 1s i m 卡发展概述 s i m 卡的是i c 智能卡的一种。i c 卡是由法国的工程师在1 9 7 0 年发明的。在 八十年代，i c 卡被普遍使用，在此基础上，i c 卡的内部核心技术又经历了更新换 代的发展，以至形成具备更多功能的智能卡。进入九十年代，i c 卡已从公用预付 费电话卡扩展到移动通信手机领域，并在九十年代后期，随着g s m 第二代移动 通信技术而逐渐成熟。与初期的i c 卡相比，现在的s i m 卡不仅在存储容量上已 达到1 2 8 k 甚至更多，同时，围绕s i m 卡这个介质而衍生出来的各种增值服务也 在不断翻新，s i m 卡已经成为无线通信技术中不可或缺的一个重要组成部分。 s i m 卡的发展历程见下图所示： s 卫m _ _ s 1 】b 5 c r i b e zt d a n t i f i c a t i o nm d d u l e ；li 7 0 s 8 0 si 9 0 ，s t o d a y 固l 圄|固| 固 3 s s t a n d a r d ，s m a r t ，s e c u r i t y 图2 1 ：s m 卡发展历程 2 2s i m 卡基础知识介绍 s i m 卡的名称源于英文名称“s u b s c r i b e ri d e n t i t ym o d u l e , 意思是“用户认证 模块”，是g s m 数字移动电话用户的身份识别卡，用于存储用户的身份识别码和 密钥，并支持g s m 系统对用户的鉴权。g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o n 全球移动通信系统) 手机必须装上s i m 卡才能使用。s i m 卡中有 一微型电路芯片，存储了数字移动电话客户的信息、加密密钥等内容，它可供g s m 网络对客户身份进行鉴别，并对客户通话时的语音信息进行加密。s i m 卡的使用， 完全防止了并机和通话被窃听行为，并且s i m 卡的制作是严格按照g s m 国际标 准和规范来完成的，它使客户的正常通信得到了可靠的保障。一张s i m 卡唯一识 别一个用户，可插入任何一部g s m 手机中使用，所产生的通信费用则自动记录 在该s i m 卡所唯一标志用户的帐户上。 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 北京邮电大学硕士学位论文第6 页共7 7 页 最初的s i m 卡只是作为一个简单的用户身份认证的载体，同时可以作少量的 信息记录。在s t k 技术得到应用之后，人们开始借助于s t k 技术来开发更多更 具“魅力”的移动增值服务功能，s i m 卡本身也具备了强大的个人信息管理功能。 人们开始接受并乐于使用这些s i m 卡所带来的便利，但随之而来的就是个人用户 对s i m 卡提出更高的安全标准。 s i m 卡较之以往的识别卡，具有以下特点：一是可靠性高一s i m 卡具有防磁、 防静电、防机械损坏和防化学破坏等能力，信息可保存1 0 0 年以上，读写次数在 l o 万次以上，至少可用1 0 年；二是安全性好；三是存储容量大；四是类型多。 2 2 1 主要缩略语 表2 1 ：主要缩略语 a d n6 f 3 a 文件中的缩位拨号记录( a b b r e v i a t e dd i a l i n gn u m b e r ) g s m 全球移动通信系统 i m e i国际移动设备识别号 i m s i 国际移动用户识别号 a 3 算法3 ，鉴权算法，用来鉴别用户 a 5 算法5 ，加密算法，用于数据加密解密 a 8算法8 ，密钥产生算法，用于产生k c p i n p i n 2个人识别号码个人识别号码2 p u k 偿u k 2p i n 解锁号码p 矾2 解锁号码 k i用户鉴权密钥；在鉴权算法a 3 和密钥生成算法a 8 中使用的密钥 k e密钥；在加密算法a 5 中使用 i c c i d i n t e g r a t e dc i r c u i t ( s ) c a r di d e n t i f i e r 集成电路卡用户识别串号 m e移动设备 o t ao v e rt h ea i r 空中下载 s m s短消息业务 s i ms u b s c r i b e ri d e n t i f i c a t i o nm o d u l e 用户身份识别模块 s t ks i m 卡应用工具箱 2 3s i m 卡内部结构 2 3 1s i m 卡物理结构 s i m 卡的是一块符合i s o 标准的智能卡芯片，其内部是由是由c p u ( 微处理 器) 、r o m ( 程序存储器) 、r a m ( 工作存储器) 、e e p r o m ( 数据存储器) 和 i o ( 输入输出) 等器件组成的完整单片机。s i m 卡的物理特性、结构、尺寸及通 讯协议都符合国际标准化组织专门为接触型i c 卡制定的国际标准i s o i e c7 8 1 0 、 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 北京邮电大学磺士掌位论文第 页共7 7 页 7 8 1 6 1 。23 ，以及g s m i i 1 1 、g s m l l 1 4 等g s m 标准。 ( i ) s i m 卡物理结构图 s i m 卡物理结构见如下图所示： f 脚两介e 型v c c ：提供工作电压宴g n d ：参考地电压 r s t ：复住信号爿v p p ：煽程电精八( 按照卡选用 羹c l k ：时钟输八端型i o ：双向数据端口 图2 - 2 ：s i m 卡物理结构一管脚 s i m 卡是张带有微处理嚣的芯片卡，内建5 个模块，每个模块对应一个功 能：c p u 、程序存储器r o m 、工作存储器r a m 、数据存储器e e p r o m 和串行通 信单元，这5 个模块集成在一块集成电路中。c o s ( c h i p o p e r a t i o ns y s t e m ，芯片 操作系统) 是s i m 卡的软件平台，c o s 的主要功能是控制s l m 卡和外界的信息 交互，管理s m 卡内部的存储器，接受并解释执行手机发给s l m 卡的命令。 s z l t 卡* h # 构咱 一 ! ! ，：一： 、：= ，：，： i 一：“? - s d 4 十# t e * p r o m 女 图2 - 3 ：s i m 卡物理结构一芯片结构 ( 2 ) s i m 卡遵循协议 s i m 卡遵循协议见下图所示： 中田牡功集团s 州卡艇胜艘略研兜 北京邮电大学硬士学位论文第g 页共7 7 页 s 瑚卡畦艟目际标准和协试 卜j ，一嘲1 1 1 l 、 1 、3 、一0 7 一j g 跗1 1 i 1l 、 一“1 l ；o 7 8 1 6 = l j 气i _ 9 “ 图2 - 4 ：s “卡标准协议 2 3 2s i m 卡软件结构 s i m 卡是一个由软件和硬件组合而成的产品。c o s ( c h i p o p e r a t i o ns y s t e m ， 片内操作系统) 是s i m 卡的大脑。c o s 的主要功能是控制s i m 卡和外界的信息 交互，管理s i m 卡内部的存储器、接收解释执行终端发给卡的命令。 表2 - l ：s i m 卡的片内操作系统的主要功能 文件管理存储 c o s 功能传输管理通信 安全管理鉴权 s i m 卡内的软件结构具有操作系统( c o s ) 层、文件系统层和应用业务层三 层结构。同时，s i m 卡的指令系统其实是操作系统( c o s ) 的一部分，s i m 卡在 使用过程中，s i m 卡和手机是不断的在进行交互对话的。s i m 卡要执行手机发送 的指令，完成任何的操作( 开机，使用) 都必须进行指令的交互，它贯穿与用户使用 卡的每个时刻。 对于普通s i m 卡，p h a s e l l 有1 7 条指令，对于s t k 卡，p h a s e 儿+ 有2 1 条 指令。 s i m 卡指令发展见下图所示： 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 北京邮电大学硕士学位论文 第9 页共7 7 页 p h a s eip h a s e1 ip h a s e + s t k 卡j a v a 卡 注，s i m 卡稃重足稻酽p r o m 帕大 图2 5 ：s i m 卡指令发展 p h a s ex x x 代表了手机发展的不同阶段先后经过了p h a s ei 、p h a s e i i 、 p h a s ei i + ，以前用的3 k 卡属于p h a s ei 。8 k 卡属于p h a s e i i 。目前用的基于 s t k ( s i ma p p l i c a t i o nt o o lk i t ) 功能的1 6 k 卡、3 2 k 卡、6 4 k 、1 2 8 k 卡为p h a s e h + 。“+ ，表示附带s i m 应用软件包( s i mt o o lk i t ) ，p h a s ei 和p h a s ei i + 的根本区别在于，p h a s ei i + 的s i m 卡不再只是被动接受手机命令，它也可以向 手机发出请求，建立卡与手机乃至远程服务器之间的双向通信，这就为增值业务 的开展提供了良好的环境。 p h a s ei i + 所遵循的协议为g s m l1 1 1 s i mt o o lk i t 应用层( 应用程序告 诉手机执行什么样的操作：显示菜单、发短信、连接通话；通过客户化的菜单和 用户交流；与网络和远程应用服务器进行通信) 和g s m1 1 1 4 p h a s ei i + 协议层 ( 用于在手机和s i m 卡之间交换命令和数据) 。 s t k ( s i ma p p l i c a t i o nt o o lk i t ) 技术作为p h a s ei i + 规范中明确提出的s i m 卡的必备功能，即“s i m 卡开发工具包”，工具包t o o l k i t 则提供了在规范环境下 开发s i m 卡应用的途径，因此s t k 实质上是p h a s ei i 基础上支持在s i m 卡上定 制应用的扩展功能。s t k 的应用程序可以提供用户以动态菜单，支持s i m 卡与 m e 通讯，并且可以命令移动设备m e 进行某一操作，通过上述指令手机才可以 访问s i m 上定制的特殊应用，s i m 卡才可以处理手机对特殊应用的请求同时将处 理结果反馈给手机。 s i mp h a s e i i + 在s i mp h a s e i i 的基础上添加了4 条新的指令： t e r m i n a lp r o f i l e f e t c h t e r m i n a lr e s p o n s e e n v e l o p e 随着移动领域技术的不断进步，增值服务无疑是今后移动通信业务增长的核 心，传统的语音服务将远远不能满足要求。基于短消息开展增值服务，被广泛采 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 北京邮电大学硕士学位论文第l o 页共7 7 页 用，这种增值服务在s i mp h a s e i i 上即能实现，遗憾的是s i mp h a s e l l 支持的 1 8 条基本命令并不支持在s i m 卡上定制任何特殊应用，因此支持s t k 技术的s i m p h a s e i i + 成为增值业务得以实施的催化剂。 2 3 3s t k ( s i m 卡应用工具箱) s t k 是s i mt o o lk i t 的英文缩写即s i m 卡开发工具包。是在原s i m 卡被动 式的操作系统上，衍生出的s i m 卡主动交互式的操作系统。它提供的机制，允许 s i m 卡中的应用与支持该应用的m e 进行交互操作，即支持s i m 卡与m e 之间的 主动式对话，从而使移动用户拥有个人化附加业务。 它包含一组指令用于手机与s i m 卡的交互，这样可以使s i m 卡运行卡内的 小应用程序，实现增值服务的目的。之所以称小应用程序，是因为受s i m 卡空间 的限制，s t k 卡中的应用程序都不大，而且功能简单易用。 s t k 卡与普通s i m 卡的区别在于，在s t k 卡中固化了应用程序。通过软件 激活提供给用户一个文字菜单界面。这个文字菜单界面允许用户通过简单的按键 操作就可实现信息检索，甚至交易。 s t k 增值服务的实现基础是g s m 的短消息。因此，只要是g s m 网络覆盖到 的地方，就可以提供文字信息服务，服务范围广大；而且文字短消息价格便宜， 仅在成功传递时才收费，并且不包含漫游费；基于上述原因s t k 卡用户数猛增， 该商业模式现正趋于成熟 s t k 能在用户的手机端实现对用户数据的底层加密，该加密数据只能在加 密权端才能解开，用户的关键数据在传输过程中是安全的。加密算法采用双密 钥组的3 d e s 算法，数据分组长度为8 字节，密钥长度为8 字节，数据的安全性 由密钥保证。所以s t k 相对安全的特性得到金融、债券、电信等行业的安全认 可，为其广泛的应用铺平了道路。 以往普遍使用的s i m 卡手机只能完成用户身份鉴定、储存常用号码等一些 手机厂商提供的简单功能，s t k 卡手机则可以提供额外的菜单，包括信息点播， 手机银行等。 o t a 空中下载以及超级号簿等功能就是借助s t k 技术来实现的。s t k 技术 被广泛地应用于手机银行、股票交易、外汇买卖和理财秘书等领域。普通的手机 s i m 卡更换为s t ks i m 卡后，附加了增值业务，例如手机银行、手机炒股、短信 点播等。 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 北京邮电大学硕士学位论文第1 1 页共7 7 页 2 3 4o t a ( 空中下载) o t a ( o v e r t h e a i rt e c h n o l o g y ) 空中下载技术，是一项基于短消息机制， 通过手机终端或服务器( 网上) 方式实现s i m 卡内业务菜单的动态下载、删除与 更新，使用户获取个性化信息服务的数据增值业务。 o t a 技术之前存在问题： ( 1 ) s l m 卡业务内容预先定制，增值业务的选择给运营商带来极大风险； ( 2 ) 服务更新不便，给用户带来太多麻烦； ( 3 ) 无法做到真正的个性化，用户只能被动接受，无法主动选择； ( 4 ) 卡的容量是有限的，而业务的需求是无限的。 o t a 技术出现之后，用户可以通过短信通道，随时随地实现动态管理卡上菜 单。如：下载菜单、删除菜单、列表更新。无需换卡，即可享受移动运营商推出 的最新业务，解决了有效的卡空间与无限的增值业务之间的矛盾。通过o t a 用户 可以根据自己的喜好下载自己需要的业务，并且如果以后不再使用还可以删除这 个业务；而运营商也能够推出更有针对性地业务，更好满足用户的需要，并且运 营商还能够掌握很多用户的业务使用统计信息，借此来推出更受欢迎的业务。 表2 2 ：o t a 技术优点 o t a 技术优点 o t a 技术之前o t a 技术之后 s i m 卡内业务预制，风险大新业务开发风险降低 用户更新服务不便随时随地更新业务 用户被动接收用户个性化选择 业务无限而卡容量有限动态下载选择无限 o t a 作为一种与无线数据业务的发展趋势相匹配的技术，对运营商、数据业 务提供商和手机用户而言，它的意义在于帮助无线运营商和数据业务提供商解决 用户服务质量的问题，降低服务成本，以及确保新服务，新业务的上市时间。随 着数据增值业务的发展，o t a 技术也向着提供更加个性化服务，更多功能的方向 发展。 o t a 系统总体结构见下图所示： 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 北京揶电大学硕士学位论文 第1 2 页共 页 魄固 图2 - 6 ：o t a 总体架构 从o t a 总体架构图中可以看到，o t a 菜单下载的实现借助于s t k 功能和短 消息通道，支持空中下载的o t a 卡提供可行的人机接口界面供用户发起下载申 请，o t a 应用下载服务器根据用户请求，以数据短消息( s i md a t a d o w n l o a d 模 式) 的形式将相应的服务下载内容发给用户手机，并将下载数据透明地传递给用 户o t a 卡，o t a 卡对下载内容进行组织存贮，实现相应的s t k 卡菜单管理。 s t k 菜单下载有二种方式，一种是由用户通过手机操作点击s t k 卡菜单管理 选项发送短消息请求的m o ( m o b i l eo r i g i n a t i n g ) 方式。另一种是由运营商发起的 p u s h 方式，用于及时更新用户的新业务菜单列表此外。用户还可以通过i n t e r a c t 上网定制s t k 卡菜单服务， ( 1 ) m o 方式 用户点击手机上的菜单管理选项发送短消息，请求下载服务； 短消息中心将用户申请送给菜单下载服务器； 菜单下载服务器通过识别申请短信中的卡商代码将对应卡商的菜单数据 提交短消息中心； 短消息中心将下载的业务数据以短消息形式发到用户手机； 用户手机的s t k 卡接收到菜单数据短信后完成菜单数据的下载。 ( 2 ) p u s h 方式 运营商根据业务需要，向用户推送新业务菜单列表，以便用户及时掌握最新 业务。在下载服务器的通用配置和管理模块中选择p u s h 操作，更新用户手机上 的菜单列表。 ( 3 ) 网上定制方式 用户上网定制服务首先需要在i n t c r n e t 网上进行注册。往册时用户需先输入 手机号码，系统注册模块生成随机密码并以短信方式通知用户，用户在收到密码 后，重新登录注册，往册成功后方可使用网上定制菜单服务。 o t a 菜单下载流程如下所述： 中国移动集团$ i m 卡发展战略研究 w 漫 嚣 北京电大学焉学位论文 第1 ，页菸 页 ( 1 ) 用户通过操作点击o t a 卡菜单管理选项进行下载菜单请求。 ( 2 ) o t a 卡判断当前卡内是否有足够的剩余空间用于下载用户选择的菜 单，若卡内剩余空间不足，则提示用户相关信息后退出，否则将用户下载菜单申 请发送给短消息网关。 ( 3 ) 短消息网关将用户申请透明传递给o t a 应用下载服务器。 ( 4 ) o t a 应用下载服务器的接收程序接收到申请后将申请数据交给数据处 理模块。 ( 5 ) 数据处理模块检查收到数据的完整性、合法性。 ( 6 ) 从数据库中的m o 菜单数据表中取得与申请数据对应的菜单数据，将 数据提交给发送程序。 ( 7 ) 发送程序将数据提交给短消息网关，同时将用户下载菜单的情况写入数 据库的用户卡信息表中和1 3 志表中。 ( 8 ) 短消息网关将下载的业务数据以短消息的形式发送到用户手机。 ( 9 ) 用户o t a 卡接收到菜单数据短信后，首先验证菜单数据的完整性和合 法性，若菜单数据未通过验证则被丢弃，反之则由用户o a t 卡完成菜单数据的 下载。 o t a 下载实例如下图： 匪雪坠 t ，i 黼* l1 & t 圆 圆 图2 7 ；o t a 菜单下载过程实例 o t a 技术使得移动通信不仅可以提供语音和数据服务，而且还能提供新业务 下载。这样，应用及内容服务商可以不受平台的局限不断开发出更具个性化的 贴近用户需求的服务，如信息点播、互动娱乐、位置服务以及银行交易等。通过 o t a 空中下载技术，手机用户只要进行简单操作，就可以按照个人喜好把网络所 提供的各种业务菜单利用o t a 机制下载到手机中，并且还可以根据自己的意愿定 十l 目8 动奥翻g l m 卡垃研兜 北京邮电大学颈士学位诒文 第1 4 页共7 7 页 制具体业务。用户可以根据自己的需要，随时增加或删除自己o t a 卡上的业务菜 单，以此实现服务的个性化和业务更新的实时性，同时使运营商能更方便、迅速 地全面展开各项增值服务。 2 3 3s i m 卡文件结构 s i m 卡中的文件结构分为目录文件( m f ，d f ) 和基本文件( e f ) ，其中基本 文件分为“文件头”和“文件体”两部分目录文件则只有文件头部分。 s i m 卡内文件结构见下图所示： 睡西圈 亘= d f 4 d f 2 r i f i 亘i ：e f 3。e f 4 】e f 5 - i * “i l e ， 月，【件f d o 虬c t 一! i l e j _ 抖i 件“：h m 啦t a 耳f i l e ) 图2 - 8 ：s 蹦卡的文件系统逻辑结构 j e n 【 l r 臼蛆【豆j 晶l 鏖圈 亟匪匡 厂1 丽手亚茅订菌丽r f 疆需貂 亟亘五匦五臼 f 孺骊醑 匕】画噩丑至亘 图2 - 9 ：s i m 卡的文件系统目录结构 s 1 m 卡文件记录的基本参数： ( 1 ) 1 m s l ( i n t o m a t i o n a lm o b i l cs u b s c r i b e rl d e n t i i v l ： ( 2 ) k i ( s u b s c r i b e ra u t h e n t i c a t i o nk c y ) ； ( 3 ) k c c i d ( i n t e g r a t e dc i r c u i tc a r di d c n t i f i c r ) t ( 4 ) p i n ( p e r s o n a li d e n t i f i c a t i o nn u m b e r ) ； ( 5 ) p u k ( p i nu n b l o c k i n gk e ”。 中国移动集团s i m 卡发展战略研究 一雪翥 北京邮电大学硕士学位论文第1 5 页共7 7 页 符合p h a s e i i 规范的s i m 卡可认为是普通标准的s i m 卡