SIM-Karte

SIM-Karten

SIM-Karte im Röntgenbild

Die SIM-Karte (vom englischen Subscriber Identity Module für „Teilnehmer-Identitätsmodul“) ist eine Chipkarte, die in ein Mobiltelefon eingesteckt wird und zur Identifikation des Nutzers im Netz dient. Mit ihr stellen Mobilfunkanbieter Teilnehmern mobile Telefonanschlüsse und Datenanschlüsse zur Verfügung.

Das SIM ist ein kleiner Prozessor mit Speicher (üblicherweise im ID-000-Format, das aus einer ID-1-Format-Karte herausgebrochen wird). Durch eine veränderbare PIN kann es vor unbefugter Benutzung geschützt werden. Mit Hilfe des SIM wird das Mobile Equipment (also üblicherweise das Mobiltelefon) einem Netz zugeordnet und authentifiziert. Für diese Zwecke sind auf dem SIM geheime Nummern und Algorithmen gespeichert. Diese dienen auch der Verschlüsselung der Sprach- und Signalisierungsdaten (Ciphering). Das SIM dient außerdem zum Speichern von temporären, netzbezogenen Daten sowie bevorzugten und gesperrten Netzen. Darüber hinaus können ein Telefon- und Notizbuch, Speicher für Short-Message-Service-Mitteilungen (SMS) und Speicher der zuletzt gerufenen Telefonnummern integriert sein. SIM und Mobile Equipment bilden zusammen im GSM die Mobile Station.

Technik

Illustration von SIM-Chip-Struktur und Verpackung

SIM-Kartenlesegerät

Vergleich zwischen den verschiedenen SIM-Karten-Größen: ID-1, ID-000 und Micro-SIM

Die SIM-Karte wird häufig im großen ID-1-Format (85,6 mm × 54 mm) ausgeliefert. Der kleinere ID-000-Teil (25 mm × 15 mm) kann herausgebrochen werden. Aufgrund der immer kleineren Mobilgeräte wurde im Lauf der Zeit für D-Netz-Geräte das kleine ID-000-Format eingeführt. Inzwischen gibt es auch Geräte, die stattdessen das noch kleinere Micro-SIM verwenden.

Ein sogenanntes SIM-Toolkit ermöglicht es, kleine Programme auf einer SIM-Karte zu hinterlegen, beispielsweise Info-Services, mit denen man sich aktuelle Informationen über Politik, Sport, Wetter usw. zustellen lassen kann. Die Mobilfunk-Betreiber O₂, T-Mobile und Vodafone benutzen das, um ihren Homezone-Service anzubieten. Mit Hilfe des SIM-Toolkits wird dort angezeigt, ob sich das Handy in der „Homezone“ befindet. Auch Funktionen wie Aufladen oder Abfragen des Guthabens (bei vorbezahlten „Prepaid“-Karten) sind möglich. Der Vorteil von Anwendungen auf der SIM-Karte besteht darin, dass diese unabhängig vom eingesetzten Handy benutzt werden können (somit kann ohne ersichtliche Funktionalitätsänderung das Handy gewechselt werden).

Verschiedene Hersteller arbeiten derzeit an der Entwicklung einer SIM-Karte mit größerem Speicherplatz, ähnlich den bekannten Speicherkarten wie SD-Karten. Dieser Speicher, bislang bis zu 64 GB, kann dann frei, z. B. für MP3-Audio oder andere Dokumente genutzt werden.

Als SIM Access Profile wird eine Technik bezeichnet, mit der z. B. im Auto die SIM-Daten eines Bluetooth-Handys von einem fest installierten Gerät gelesen werden und dieses selbst die Funkverbindung aufbaut. So lässt sich die Datenübertragung durch die festinstallierte Außenantenne verbessern und der Stromverbrauch des Handys reduzieren.

In Dual-SIM-Handys oder mit Hilfe von Dual-SIM-Adaptern können zwei oder mehr SIM-Karten in einem Gerät untergebracht werden, die dann entweder simultan (gleichzeitig) oder alternativ (wechselweise) aktiv sind.

Kontakte

Auf einer SIM-Karte befinden sich acht Kontaktflächen. Verschiedene Karten variieren in der Anzahl und Aufteilung, spezifiziert wurden jedoch nur diese acht Kontakte mit folgender Belegung:

Vcc – Versorgungsspannung	C1		C5	GND – Masse
Reset – Reset für Sim-CPU	C2		C6	Vpp – Programmierspannung
CLK – Takt	C3		C7	I/O – Daten
reserviert	C4		C8	reserviert

Über V_cc und GND wird der SIM-Karte die Betriebsspannung zugeführt. Es gibt SIM-Karten mit einer Betriebsspannung von 1,8 Volt, 3 Volt und 5 Volt, wobei 5 Volt der älteren Generation angehört. Die jeweilige Spannung wird in der Regel auf der SIM-Karte aufgedruckt. Wird eine SIM-Karte mit einer „falschen“ Spannung in einem Mobiltelefon/ Handy verwendet, kann es zu Fehlermeldungen, Abstürzen oder ungewöhnlich schneller Akku-Entladung kommen.

Sollte eine SIM-Karte nicht mehr auf Anfragen des Mobilgerätes reagieren, kann sie über den Reset-Kontakt neu gestartet werden. Über CLK wird der Takt des Mobilgeräts zur Synchronisation des über den I/O-Kontakt stattfindenden Datentransfers übertragen.

Die optionale Programmierspannung V_pp wird nur bei der Herstellung benötigt, um die interne Software der Karte zu initialisieren oder zu löschen. Die normalen Lese- und Schreibvorgänge auf den Anwenderbereich einer SIM-Karte (z. B. im Rahmen der Nutzung in einem Handy) kommen ohne diese Spannung aus.

Die beiden zusätzlichen Kontaktpins sind für derzeit noch rare achtpolige SIM-Karten reserviert, wie sie in zukünftigen mobilen Geräten Verwendung finden sollen – derzeit gibt es mehrere konkurrierende Entwürfe, wofür diese Kontakte verwendet werden sollen, u. a. sind SIM-Karten mit sehr hohen Speicherkapazitäten im Gespräch, die über eine Variante des USB-Protokolls angekoppelt werden könnten. Weitere Ideen betreffen spezielle Kryptofunktionen oder Nahfeldkommunikation (NFC). Aktuelle europäische Mobilfunktelefone verwenden jedoch nach wie vor nur sechspolige SIM-Karten.

Schaltung

Funktionsschema

Die I/O-Einheit regelt den Zugriff auf die SIM-Karte. Sie ist die Schnittstelle der CPU zum Mobilgerät. Die CPU dient hauptsächlich der Speicherverwaltung, sie kann allerdings auch kleine Programme ausführen. Der Speicher besteht aus einem ROM, einem RAM und einem EEPROM. Im ROM ist das Betriebssystem der Karte abgelegt. Auch werden dort Brandings der Mobilfunkunternehmen gespeichert (z. B. Startlogos). Das RAM beinhaltet die gerade gebrauchten Daten, es ist flüchtig. Im EEPROM werden Benutzerdaten abgelegt.

Lebensdauer

SIM-Karten haben keine unbegrenzte Lebensdauer. Mit jedem Schreibvorgang auf die Karte (z. B. bei einer Authentifizierung im Netz) „altert“ die Karte. Die meisten Hersteller geben als Lebensdauer 100.000 Authentifizierungsvorgänge an. Unabhängig davon werden ältere Karten teilweise nicht in modernen Mobiltelefonen erkannt. Aktuelle UMTS-Geräte benötigen auf jeden Fall eine Karte der neuesten Generation zur Speicherung ihrer Dienstmerkmale. Einige SIM-Karten besitzen einen internen Lebensdauer-Zähler, der mit jedem Ein-/Aus-Schaltvorgang um eins gesenkt wird. Erreicht der Zähler den Zustand 0, deaktiviert sich die Karte, auch wenn sie physikalisch noch funktionieren würde. Das soll eine Sicherheitsmaßnahme darstellen, damit eine SIM-Karte prinzipiell keine „unendlich“ lange Lebensdauer erreichen kann.

Notruf nur mit SIM-Karte

Am 13. Februar 2009 stimmte der deutsche Bundesrat einer Verordnung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie zu, nach der zukünftig Notrufe (110 und 112) nicht mehr ohne SIM-Karte gewählt werden können.^{[1] [2]} Da immer häufiger grundlos Notrufe von Mobiltelefonen ohne Karte gemacht wurden, sollen nun nur noch durch SIM-Karten identifizierbare Kommunikationsteilnehmer Feuerwehr und Polizei anrufen können.

Einzelnachweise

1. ↑ Bundesrat: Drucksache 967/08. In: Bundesratsdrucksachen. Bundesrat, vom 17. Dezember 08, abgerufen am 19. Juni 2009 (PDF): „Diese Rechtsverordnung dient in Verbindung mit § 108 des TKG diesem Ziel und stellt klar, wer von den Beteiligten für welche Bereiche verantwortlich ist. Ferner dient sie auch der Umsetzung von Artikel 6 Absatz 3 und Artikel 26 der Richtlinie 2002/22/EG des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 7. März 2002 über den Universaldienst und Nutzerrechte bei elektronischen Kommunikationsnetzen und –diensten (Universaldienstrichtlinie, ABl. EG L 108 vom 24. April 2002 S. 51) und der Empfehlung der Kommission vom 25. Juli 2003 zur Übermittlung von Angaben zum Anruferstandort in elektronischen Kommunikationsnetzen an um Standortangaben erweiterte Notrufdienste (ABl. EG L 189 vom 29. Juli 2003 S. 49).“ 
2. ↑ „Kein Notruf ohne SIM-Karte“, Heise Newsticker, 13. Februar 2009

Siehe auch

• SIM-Lock
• SIM-Cloning
• Alternate line service

Weblinks

 Commons: SIM-Karte – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• ISO 7816 Parts 1-3 (Beschreibung der Pins, der elektrischen Eigenschaften und des ATR)
• Specification of the Subscriber Identity Module – Mobile Equipment (SIM-ME) Interface (3GPP TS 11.11 version 8.14.0 Release 1999), (Beschreibung der wichtigsten Datenfelder)
• Machine to Machine UICC (3GPP TS 102 671 version 9.0.0), (chip-SIM)