SIM

Eine SIM ist eine kleine Chipkarte, die einen Benutzer gegenüber einem Mobilfunknetzbetreiber identifiziert. Sie speichert eine eindeutige IMSI-Nummer (International Mobile Subscriber Identity) sowie einen geheimen Schlüssel zur Authentifizierung des Geräts in der Infrastruktur des Betreibers. Ohne gültige SIM kann ein Mobilgerät sich im Netz nicht anmelden und kann keine Anrufe tätigen oder Nachrichten senden, auch wenn die Hardware funktionsfähig ist.

Das ursprüngliche SIM-Format, das die GSM Association 1991 standardisierte, maß 25 mal 15 Millimeter und hatte einen Kontaktbereich mit sechs oder acht Metallpads. Später reduzierten die Mini-SIM (15 mal 12 Millimeter) und dann die Micro-SIM (12 mal 9 Millimeter) die physische Größe, behielten aber die elektrische Schnittstelle bei. Die 2012 eingeführte Nano-SIM misst nur 8,8 mal 5,4 Millimeter und ist heute Standard auf aktuellen Smartphones. Einige Betreiber setzen jetzt auf eSIMs, virtuelle SIMs, die direkt in die Firmware des Geräts eingebettet sind, statt als austauschbare physische Karten, verwenden aber die gleiche IMSI und Authentifizierungslogik.

Authentifizierung und Datenspeicherung

Die SIM authentifiziert sich im Netz durch ein Challenge-Response-Verfahren, das ihren gespeicherten geheimen Schlüssel und die IMSI nutzt. Der Mikroprozessor der Karte führt diesen kryptografischen Austausch durch, ohne den Schlüssel preiszugeben; die Infrastruktur des Betreibers prüft die Antwort und gewährt dem Gerät Netzzugriff. Eine SIM speichert auch einen begrenzten Satz von Benutzerdaten: Telefonnummern (Kontaktliste), SMS-Nachrichten, bevorzugte Netze und PIN-Codes. Der eigentliche Anruf-, Nachrichten- und Datenverkehr läuft nicht über die SIM selbst; nach der Authentifizierung kommuniziert das Gerät direkt mit dem Netz.

Ausfälle von SIMs sind selten, treten aber auf, wenn Kontaktkorrosion die zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den Metallpads der Karte und dem Sockel des Geräts verhindert. Verschmutzung, Feuchtigkeit oder Oxidation auf einer der beiden Oberflächen führt zu intermittenten Anmeldungsverlusten oder unterbrochenen Anrufen. Einige Betreiber stellen Ersatz-SIM-Karten aus, wenn die Netzauthentifizierung wiederholt fehlschlägt, obwohl das Problem oft verschmutzte Kontakte und nicht einen fehlerhaften Chip betrifft. Wenn ein Gerät an einen einzelnen Betreiber gebunden ist, registriert sich die SIM nicht in konkurrierenden Netzen, eine Beschränkung, die sowohl durch Hardware- als auch durch Softwarepolicy durchgesetzt wird und nicht durch die SIM selbst.

Der Begriff SIM bezieht sich speziell auf Mobilfunknetze. Festnetz-Telekommunikation, RFID-Systeme und IoT-Geräte verwenden andere Authentifizierungsverfahren. Die gleiche Mikroprozessor- und Kryptografie-Architektur kommt jetzt aber auch in eSIMs, kontaktlosen Zahlungskarten und sicheren Identitätsmodulen in der Industrieautomation vor und verwischt die ursprüngliche Grenze zwischen einer SIM und anderen Typen von authentifizierter Identitätshardware.