Có hai loại điện thoại chính dành cho người tiêu dùng: GSM (Global System for Mobile - Hệ thống thông tin di động toàn cầu) và CDMA (Code Division Multiple Access - Đa truy cập phân chia theo mã). Điện thoại GSM sử dụng thẻ SIM trong khi điện thoại CDMA thì không cần.

Thẻ SIM (Subscriber Identity Module - Modul nhận dạng chủ thuê bao) là những thẻ nhỏ chứa chip người dùng cần lắp vào điện thoại GSM trước khi hoạt động. Nếu không có thẻ SIM, điện thoại GSM không thể truy cập vào bất cứ mạng di động nào vì thẻ SIM chứa tất cả các thông tin quan trọng.

Các nhà mạng CDMA có một danh sách tất cả các điện thoại có thể sử dụng mạng của họ. Điện thoại CDMA được theo dõi bởi ENS (số sê-ri điện tử) do đó chúng không cần thẻ SIM. Khi hoạt động, điện thoại CDMA truy cập trực tiếp vào mạng của nhà cung cấp dịch vụ cụ thể.

Ở Mỹ, hầu hết các nhà mạng di động đều cung cấp điện thoại CDMA. Tuy nhiên trên thế giới, GSM là công nghệ phổ biến hơn do cơ quan lập pháp và ngành công nghiệp khiến các nhà cung cấp thúc đẩy sử dụng GSM.

Thẻ SIM chứa các bit quan trọng nhất của dữ liệu bao gồm IMSI (International Mobile Subscriber Identity - Bộ nhận dạng trạm gốc quốc tế) và một khóa xác nhận. Khi lắp thẻ SIM vào điện thoại, những thông tin này sẽ được gửi đi và nếu nó phù hợp với những gì nhà mạng chứa trong kho dữ liệu của họ thì người dùng sẽ bắt đầu được truy cập vào mạng di động.

Hiện tại, chúng ta có tới 4 loại thẻ SIM với 4 kích thước khác nhau: SIM chuẩn, mini-SIM, micro-SIM và nano-SIM. Các mẫu điện thoại hiện tại thì cũng sử dụng các chuẩn SIM khác nhau, ví dụ như iPhone 6, 6S, Galaxy Note 5... thì dùng nano-SIM, trong khi nhiều mẫu máy tầm trung hay giá rẻ khác thì lại dùng micro-SIM, hoặc thậm chí là mini-SIM. Điều này đang gây ra nhiều trở ngại, một là khi lỡ mua nhầm cỡ SIM thì không dùng được bình thường, và hai là khi thay đổi thiết bị thì có thể sẽ không thể đặt vừa vào khay SIM của chiếc máy mới.

Thực chất, xác thực SIM hoạt động như sau:

- Khi khởi động, điện thoại nhận thông tin IMSI từ thẻ SIM và chuyển tiếp vào mạng, đây là quá trình yêu cầu truy cập.

- Mạng sẽ lấy thông tin IMSI và tìm khóa xác thực đã biết của IMSI trong cơ sở dữ liệu nội bộ của nó.

- Sau đó, mạng sẽ tạo một số ngẫu nhiên A và ký tên bằng khóa xác thực để tạo số mới B. Đây là phản hồi mong đợi nếu thẻ SIM hợp pháp.

- Điện thoại nhận số A từ mạng và chuyển tiếp sang thẻ SIM, ký tên bằng khóa xác thực riêng để tạo số mới C. Số này được chuyển tiếp trở lại mạng.

- Nếu số A của mạng khớp với số C của thẻ SIM, thì thẻ SIM là hợp pháp và được cấp quyền truy cập.

Dữ liệu này không chỉ xác định mạng kết nối mà còn đóng vai trò như thông tin đăng nhập, cho phép điện thoại sử dụng mạng.

Thẻ SIM thực sự khá thuận tiện khi chuyển đổi điện thoại vì dữ liệu thuê bao của ngùi dùng đều nằm trên thẻ. Người dùng có thể cắm thẻ SIM vào điện thoại khác và sử dụng như bình thường. Mặt khác việc đổi điện thoại với nhà mạng CDMA khó khăn hơn bởi vì điện thoại cần phải đăng ký mạng.

Mỗi thẻ SIM đều có một mã nhận dạng duy nhất được gọi là ICCID (Integrated Circuit Card Identifier - Mã nhận dạng thẻ tích hợp vi mạch), được lưu trong thẻ và khắc trên đó. Mã ICCID chứa ba số, gồm số nhận dạng nhà phát hành thẻ SIM, số nhận dạng tài khoản cá nhân và số chẵn lẻ được tính từ hai số còn lại để bảo mật hơn.

Thẻ SIM cũng có khả năng lưu trữ thông tin khác như dữ liệu danh sách liên lạc và tin nhắn SMS. Hầu hết các thẻ SIM có dung lượng từ 32KB đến 128KB. Dung lượng này chủ yếu được sử dụng khi đổi thẻ SIM sang điện thoại khác, mặc dù điều này đã trở nên ít quan trọng hơn với sự ra đời của các ứng dụng sao lưu. Do đó, thẻ SIM thực sự không có tác dụng gì ngoài việc cấp quyền truy cập vào các mạng cụ thể.

Khi điện thoại của người dùng bị khóa với một mạng cụ thể, có nghĩa là điện thoại bị khóa, không phải thẻ SIM bị khóa.

Thực tế, các nhà mạng GMS phát triển phần mềm trên điện thoại để điện thoại đó chỉ có thể chấp nhận thẻ SIM được chỉ định từ mạng cụ thể. Nếu điện thoại và thẻ SIM không khớp với nhau, điện thoại sẽ không hoạt động.

Mở khóa điện thoại nhằm loại bỏ giới hạn này để điện thoại có thể chấp nhận thẻ SIM từ các mạng khác. Nếu người dùng có ý định bán điện thoại, người dùng cần mở khóa nó để người mua có thể sử dụng với các mạng khác.

Ngoài ra còn có một điểm quan trọng khác cần xem xét đó là thẻ SIM trả trước. Những thẻ SIM trả trước này không yêu cầu người dùng đăng ký hoặc ký hợp đồng. Nó thường rẻ, thuận tiện khi người dùng đi du lịch quốc tế và muốn tránh phí chuyển vùng đặt đỏ.

Với sự phát triển của công nghệ, eSIM đã ra đời. Đây là SIM được nhúng vào điện thoại và được nhà mạng kích hoạt từ xa. Nó đã được sử dụng làm SIM thứ hai trong một số thiết bị sử dụng hai SIM như SamSung, ASus, LG.... Tuy nhiên người dùng vẫn cần thẻ SIM làm SIM chính.

Đông Hà