Sim-Karte

SIM-Karten

Die SIM-Karte (Subscriber Identity Module) 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 stellt dabei die zweite Einheit der Mobile Station im GSM dar. Das SIM ist ein kleiner Prozessor mit Speicher (üblicherweise im ID-000-Format, das aus einer ID-1-Format-Karte herausgebrochen wird). Es ist durch eine veränderbare PIN vor unbefugter Benutzung geschützt. Durch das SIM wird das Mobile Equipment (also üblicherweise das Mobiltelefon) einem Nutzer zugeordnet und dieser authentifiziert. Für diese Zwecke sind auf dem SIM geheime Nummern und Algorithmen gespeichert. Diese dienen anschließend auch der Verschlüsselung der Sprach- und Signalisierungsdaten (Ciphering). Das SIM dient außerdem zum Speichern von temporären, netzbezogenen Daten und bevorzugten und gesperrten Netzen. Darüber hinaus können ein Telefon- und Notizbuch, Speicher für Short-Message-Service-Mitteilungen (SMS) und Speicher der zuletzt gerufenen Telefonnummern im SIM integriert sein.

Technik

SIM-Kartenlesegerät

Die SIM-Karte wird 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 Laufe der Zeit für D-Netz-Geräte das kleine ID-000-Format eingeführt.

Es gibt ein so genanntes SIM-Toolkit, um kleine Programme auf einer SIM-Karte zu hinterlegen, beispielsweise sogenannte 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 dieses, um ihren Homezone-Service anzubieten. Mit Hilfe des SIM-Toolkits wird dort angezeigt, ob sich das Handy in der „Homezone“ befindet. Auch sind Funktionen wie Aufladen oder Abfragen des Guthabens (bei vorbezahlten „Prepaid“-Karten) möglich. Der Vorteil von Anwendungen auf der SIM-Karte besteht darin, dass diese unabhängig von den eingesetzten Handys benutzt werden können (somit kann damit auch ohne ersichtliche Funktionalitätsänderung das Handy gewechselt werden).

Verschiedene Hersteller arbeiten derzeit an der Entwicklung einer SIM-Karte mit großem Speicherplatz ähnlich den bekannten Speicherkarten wie SD-Karten. Dieser Speicherplatz, bislang bis zu 4 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 vom Auto gelesen werden können und das Auto 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 der SIM-Karte befinden sich acht Kontaktflächen. Verschiedene Karten variieren in der Anzahl und Aufteilung, spezifiziert wurden jedoch nur diese acht Kontakte mit der folgenden Belegung:

Vcc – Versorgungsspannung	GND – Masse
Reset – Reset für Sim-CPU	Vpp – Programmierspannung
CLK – Takt	I/O – Daten
reserviert	reserviert

Über V_cc und GND wird der SIM-Karte die Betriebsspannung zugeführt. Sollte eine SIM-Karte nicht mehr auf Anfragen des Mobilgerätes reagieren, so kann sie über den Reset-Kontakt neu gestartet werden. Über CLK wird der Takt des Mobilgeräts zur Synchronisation der Datenübertragung über den I/O-Kontakt übertragen.

Die optionale Programmierspannung V_pp wird nur im Rahmen des Herstellungsprozesses 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 breite Verwendung finden sollen – derzeit gibt es mehrere konkurrierende Entwürfe, wofür diese Kontakte im Einzelnen verwendet werden könnten, 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, er ist flüchtig. Im EEPROM werden Benutzerdaten abgelegt.

Lebensdauer

SIM-Karten haben keine unbeschränkte Lebensdauer. Mit jedem Schreibvorgang auf die Karte (z. B. bei einer Authentifizierung im Netz) „altert“ die SIM-Karte. Die meisten Hersteller geben als Lebensdauer der SIM-Karte 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 dieser 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 SIM-Karte, auch wenn sie physikalisch noch funktionieren würde. Dies stellt eine Sicherheitsmaßnahme dar, damit eine SIM-Karte prinzipiell keine „unendlich“ lange Lebensdauer erreichen kann.

Notruf nur mit SIM-Karte

Am 13. Februar 2009 beschloss der deutsche Bundesrat, dass zukünftig nicht mehr Notrufe 110 und 112 ohne SIM-Karte gewählt werden können.^[1] 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.^[2]

Einzelnachweise

1. ↑ „Kein Notruf ohne SIM-Karte“, Heise Newsticker, 13. Februar 2009
2. ↑ „Handy-Verordnung. Notrufe nur noch mit SIM-Karte möglich“, Kölner Stadt-Anzeiger, 16. Februar 2009

Siehe auch

• SIM-Lock
• Dual-SIM-Adapter
• Alternate line service

Weblinks

• Specification of the Subscriber Identity Module - Mobile Equipment (SIM-ME) Interface (3GPP TS 11.11 version 8.14.0 Release 1999)