eSIM運作原理｜eSIM發展歷史與技術解析

最後更新時間：2025-03-24

撰寫人：MEOWTRIP 旅喵編輯部

摘要

嵌入式 SIM（eSIM）技術是一種革新的行動通訊解決方案，透過內建於裝置內的晶片取代傳統 SIM 卡，提供更靈活的行動網路管理方式。本文探討 eSIM 的運作原理、發展歷史及相關技術，並分析其未來發展趨勢。GSMA（Groupe Speciale Mobile Association）根據不同應用場景，定義了 eSIM for Consumer 和 eSIM for M2M（Machine-to-Machine）兩種規格。本文將主要介紹 eSIM for Consumer。

1. eSIM 簡介

GSM協會（Groupe Speciale Mobile Association，GSMA）於2016年2月18日發表了可供遠端啟用的新一代SIM卡規格，GSMA尚未替這類的SIM卡命名，外界則將其稱為嵌入式SIM卡、虛擬SIM卡或是三星把它叫作eSIM卡。 GSMA表示，這是消費者遠端SIM卡配置計畫（Consumer Remote SIM Provisioning initiative）的第一個成果，將允許新興的行動裝置訂閱及連結行動網路，而且已獲得各大行動營運商、SIM卡供應商及裝置製造商的支持。

eSIM（Embedded SIM）是一種內建於裝置內的 SIM 卡技術，允許使用者透過遠端下載及切換行動網路供應商（MNO, Mobile Network Operator）。與傳統 SIM 卡相比，eSIM 提供更大的便利性與靈活性，適用於智慧手機、穿戴式裝置、物聯網（IoT）設備等應用。

自GSMA首次提出eSIM技術以來，目前已發展出三種不同的eSIM技術架構。在本影片中，了解三種 eSIM 架構，以及它們如何應用於現實生活場景。

2. eSIM 的運作原理

eSIM 的運作方式與傳統 SIM 卡類似，但其核心技術基於遠端 SIM 配置（RSP, Remote SIM Provisioning）。

2.1 遠端 SIM 配置（RSP）技術

RSP 允許行動網路供應商透過無線網路（OTA, Over-The-Air）方式，向 eSIM 裝置發送與管理 SIM 設定檔（Profile）。這些設定檔包含使用者的行動網路資訊，使裝置能夠快速連線至不同的行動網路。

2.2eSIM 配置檔（Profile）簡介

eSIM 配置檔（Profile）包含所有電信業者（MNO）在啟用網路連線時所需的資訊。與傳統 SIM 卡相比，eSIM 具備更靈活的管理方式，使用戶能夠更方便地切換電信業者。eSIM Profile 包含多種與用戶及裝置相關的資訊，資料如下：

項目	說明
MSISDN (Mobile Station International ISDN Number)	手機電話號碼
IMSI (International Mobile Subscriber Identity)	用戶個人的身份證字號，可辨識用戶所在國家（MCC，國碼）、使用的電信商（MNC，行動網路碼），以及用戶行動識別碼（MSIN）；在 5G 中即為 SUPI（UE 的永久識別碼）。
ICCID (Integrated Circuit Card Identity)	SIM 卡的物理序號
Key	用於網路認證與安全加密的關鍵資料

2.3 eSIM 的主要功能

遠端切換電信業者：透過軟體方式更換行動網路供應商，無需更換實體 SIM 卡。

多個設定檔：支援儲存多個行動網路設定檔，方便使用者在不同國家或不同網路之間切換。

更高的安全性：由於 eSIM 內建於裝置內，降低了 SIM 卡被盜或複製的風險。

項目	eSIM	傳統 SIM 卡
SIM Profile	可儲存多個 eSIM Profile，支援多個電信業者	與實體 SIM 卡綁定，僅能配置單一電信業者
更換電信業者	可透過遠端管理進行 Profile 切換	需更換全新 SIM 卡（含新 SIM Profile）
管理方式	可透過 SM-SR 進行遠端配置管理（Provisioning）	需實體更換

3. eSIM 的發展歷史

3.1 eSIM 的起源

eSIM 技術最早由 GSMA（全球行動通訊系統協會）於 2010 年代初期提出，並在 2016 年正式發布 eSIM 標準。最初應用於物聯網（IoT）裝置，如 M2M（Machine-to-Machine）通訊領域，後來擴展至智慧手機與其他消費性電子產品。

3.2 主要里程碑

2016 年：GSMA 推出 eSIM 標準，Google 推出支援 eSIM 的 Pixel 2 手機。

2018 年：Apple 推出支援 eSIM 的 iPhone XS、XS Max 和 XR。

2020 年後：越來越多的電信業者與設備商開始支援 eSIM，並逐步取代傳統 SIM 卡。

4. eSIM 的技術解析

4.1 eSIM遠端配置與開通有三個重要元件

eUICC（Embedded Universal Integrated Circuit Card）：內嵌於終端設備的可程式化 SIM 晶片。

終端設備：支援 eSIM 技術的裝置，如 iPhone、Android 手機或智慧型裝置。

開通管理平台（Subscription Manager）：負責 eSIM Profile 的管理與開通，亦稱為 eSIM 寫卡平台。

4.2 eUICC

eSIM 採用 eUICC 技術，這是一種可重新編程的晶片，能夠儲存並管理多個 SIM 設定檔，提供更靈活的行動網路選擇。

4.3 開通管理平台架構

元件	功能
SM-DP（Subscription Manager - Data Preparation）	負責新增、儲存與保護 eSIM Profile，用戶可透過 SM-DP 下載並安裝 Profile 至 eUICC（eSIM）。
SM-SR（Subscription Manager - Secure Routing）	負責管理 eUICC（eSIM）與開通管理平台之間的安全通訊，並控制 Profile 狀態（啟用、停用、刪除、切換等）。

4.4 eSIM 的安全機制

eSIM 透過複雜的加密技術確保通訊安全，包括：

AES 加密：保障 eSIM 配置檔的安全傳輸。

TPM（Trusted Platform Module）：提供裝置層級的硬體安全保護。

4.5 eSIM 與 IoT

在 IoT 領域，eSIM 允許設備遠端管理連線，提高裝置的靈活性與可擴展性，適用於智慧家居、智慧城市、自動駕駛車輛等應用。

4.6 eSIM for Consumer 的市場應用

智慧手機：Apple、Samsung、Google 等品牌已廣泛採用 eSIM。

智慧穿戴裝置：如 Apple Watch、Samsung Galaxy Watch。

筆記型電腦和平板：如 Microsoft Surface Pro、iPad Pro。

4.7 eSIM 遠端配置流程

eSIM 出廠前註冊：eSIM的運作基於GSMA標準。eSIM 製卡廠在 eUICC 出廠前，需先在 SM-SR 註冊該 eUICC 的相關資訊。SM-SR 會將 eUICC Information Set（EID）存入 Subscription Manager 資料庫。這個過程確保設備的唯一識別（EID）被妥善管理。

電信服務商訂閱 Profile：當使用者訂閱某電信業者的服務時，該業者會在 SM-DP 儲存對應的 eSIM Profile（配置檔）。而這些Profile包含了讓設備連接網路所需的設定。用戶可以通過OTA技術下載這些Profile到設備中，從而完成網路連接的啟用。

下載與安裝 Profile：透過 OTA（Over-the-Air）方式將 Profile 下載並安裝至 eSIM（eUICC）。下載方式 MEOWTRIP 旅喵 eSIM 操作說明

eSIM 完成啟用：下載並安裝完成後，eSIM 即成功啟用，裝置可透過該 Profile 連接電信網路。