eSIM是什么?不支持eSIM的手机也能使用eSIM功能?

eSIM 是什么?
eSIM (embedded SIM),即嵌入式SIM卡,是一种虚拟的 SIM 卡。它并非实体卡片,而是一个直接焊在设备电路板上的芯片。eSIM 的功能与传统 SIM 卡无异,可以用于连接移动网络、拨打电话、收发短信等。但最大的区别在于,eSIM 可以通过 OTA(Over-the-Air)方式远程写入和切换运营商配置文件(profile),无需物理插拔,让用户可以更自由地切换运营商和套餐。
不支持 eSIM 的手机如何使用 eSIM 功能?
对于没有内置 eSIM 芯片的手机,可以通过“实体 eSIM 卡”解决方案来获得类似 eSIM 的功能。这些方案本质上是将一个具有 eSIM 功能的安全芯片集成到一张普通 SIM 卡大小的卡片中,然后插入手机的 SIM 卡槽。以下是几种常见的实体 eSIM 卡:
- 5ber:
- 5ber 曾是一家中国公司推出的实体 eSIM 卡方案。
- 原理:5ber 卡需要插入手机 SIM 卡槽,通过其提供的 App 或配合特定模块(如 OpenEUICC)将运营商的 eSIM 配置文件写入 5ber 卡的安全芯片中。
- 优点:价格相对较低,曾经是一种经济实惠的选择。
- 现状:重要提示:5ber 已经停止运营(倒闭)。 这意味着购买 5ber 产品可能无法获得后续的技术支持和更新。
- eSTK.ME:
- eSTK.ME 是另一种实体 eSIM 卡解决方案,原理与 5ber 相似。
- 优势:eSTK.ME 在技术上可能更先进,例如支持直接在 iOS 的 STK 菜单中切换 eSIM 配置文件,无需额外 App。对于 Android 用户,如果手机有 root 权限,还可以支持使用 OpenEUICC 或手机的原生 LPA(Local Profile Assistant,本地配置文件助手)进行管理。eSTK甚至可以伪造EID等,提供了更多的自定义选项。
- 购买:eSTK.ME 较难购买.
- 其他实体 eSIM 方案:
- esim.me: esim.me 也是一种实体 eSIM 卡,但价格相对较高。
- ST33 DIY: 对于技术爱好者,可以自行购买 ST33 芯片和转接板进行焊接,或者购买已焊接好的成品。这种方式更具 DIY 性质,需要一定的电子技术基础。
eSTK.ME 的实现原理(以及实体 eSIM 卡的通用原理)
eSTK.ME 以及类似的实体 eSIM 卡,其核心技术在于卡片上集成的安全芯片(Secure Element, SE)。
- 安全芯片 (SE): 这块芯片类似于传统 SIM 卡中的芯片,但功能更强大,且具有可编程性。它负责存储和管理多个 eSIM 配置文件。每个配置文件包含连接到特定运营商网络所需的所有信息,例如 IMSI(国际移动用户识别码)、密钥等。
- 卡片操作系统 (Card OS): 安全芯片上运行着一个专门的操作系统。这个操作系统负责管理芯片的各项功能,处理来自手机的指令,并执行安全相关的操作,如加密、解密、数据签名等。
- Java Card 技术: 实体 eSIM 卡通常采用 Java Card 技术。Java Card 允许在智能卡上运行小型的 Java 应用程序(Applets)。通过这些 Applets,实体 eSIM 卡可以实现与手机的通信、管理 eSIM 配置文件、响应运营商的远程配置请求等功能。
- 手机端 LPA (Local Profile Assistant): 为了让手机能够与实体 eSIM 卡交互并管理 eSIM 配置文件,手机端需要一个 LPA 组件。
- 对于支持 eSIM 的手机,通常内置了 LPA。
- 对于不支持 eSIM 的手机,实体 eSIM 卡通常会提供一个配套的 App 来实现 LPA 的功能。一些情况下,如果手机有 root 权限,还可以使用开源的 OpenEUICC。
- 通信流程(以 eSTK.ME 为例):
- 用户通过 eSTK.ME 提供的 App、手机的原生 LPA、或 iOS 的 STK 菜单选择要使用的 eSIM 配置文件。
- App 或 LPA 将用户的选择转换为 APDU (Application Protocol Data Unit) 指令。APDU 是智能卡与读卡器(这里是手机)之间通信的标准指令格式。
- APDU 指令通过手机的 SIM 卡接口发送到 eSTK.ME 卡。
- eSTK.ME 卡上的卡片操作系统接收并解析 APDU 指令。
- 卡片操作系统根据指令执行相应的操作,例如选择激活某个 eSIM 配置文件。
- eSTK.ME 卡将操作结果(也是 APDU 指令)返回给手机。
- 手机的 App 或 LPA 将结果呈现给用户。
总结
eSIM 作为一种新兴技术,为用户带来了更灵活便捷的移动通信体验。对于不支持 eSIM 的老旧设备,实体 eSIM 卡提供了一种体验 eSIM 功能的桥梁。eSTK.ME、5ber(已停运)等实体 eSIM 卡方案通过在 SIM 卡中集成安全芯片、Java Card 技术,并配合手机端的 LPA,实现了在不支持 eSIM 的手机上模拟 eSIM 的功能。