SIM-Karte

Eine SIM-Karte ( Subscriber Identity Module ) ist ein integrierter Schaltkreis , oft in Form einer Chipkarte . Sie dient der sicheren Speicherung einer internationalen Mobilfunkteilnehmerkennung (IMSI) und des zugehörigen Schlüssels. Diese werden zur Identifizierung und Authentifizierung von Nutzern auf mobilen Endgeräten (wie Mobiltelefonen , Tablets und Laptops ) verwendet . SIM-Karten können außerdem Apps ausführen und beliebige Informationen wie Adressbucheinträge speichern ^{[ 1 ].} Zum Schutz vor unbefugter Nutzung kann eine PIN-Nummer hinterlegt werden .

Diese SIM-Karten werden immer in GSM- Telefonen verwendet ; bei CDMA -Telefonen sind sie nur für LTE -fähige Geräte erforderlich. SIM-Karten werden auch in verschiedenen Satellitentelefonen , Smartwatches, Computern und Kameras eingesetzt. ^{[ 2 ]} Die ersten SIM-Karten hatten die Größe von Kredit- und Bankkarten ; die Größe wurde im Laufe der Jahre mehrfach reduziert, wobei die elektrischen Kontakte in der Regel gleich blieben, um sie in kleinere Geräte zu integrieren. ^{[ 3 ]} SIM-Karten können durch Entnahme der Karte zwischen verschiedenen Mobilgeräten ausgetauscht werden.

Technisch gesehen handelt es sich bei der eigentlichen physischen Karte um eine universelle integrierte Schaltkreiskarte (UICC). Diese Chipkarte besteht üblicherweise aus PVC mit eingebetteten Kontakten und Halbleitern , wobei die SIM-Karte ihr Hauptbestandteil ist. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird der Begriff „SIM-Karte“ jedoch weiterhin für die gesamte Einheit und nicht nur für den integrierten Schaltkreis verwendet. Eine SIM-Karte enthält eine eindeutige Seriennummer, die integrierte Schaltkreiskartenidentifikation (ICCID), die internationale Mobilfunkteilnehmerkennung (IMSI), Sicherheitsauthentifizierungs- und Verschlüsselungsinformationen, temporäre Informationen zum lokalen Netzwerk, eine Liste der für den Benutzer verfügbaren Dienste sowie vier Passwörter: eine persönliche Identifikationsnummer (PIN) für den normalen Gebrauch, einen persönlichen Entsperrschlüssel (PUK) zum Entsperren der PIN sowie ein zweites Passwortpaar (PIN2 und PUK2) zur Verwaltung der Festnetznummer und einiger anderer Funktionen. ^{[ 4 ] [ 5 ]} In Europa wird die SIM-Karten-Seriennummer (SSN) manchmal durch eine internationale Artikelnummer (IAN) oder eine europäische Artikelnummer (EAN) ergänzt, die bei der Online-Registrierung für eine Prepaid-Karte benötigt wird.

Seit 2020 ersetzt die eSIM in einigen Bereichen, darunter der Mobilfunk, die physische SIM-Karte. Die eSIM verwendet eine softwarebasierte SIM, die in eine fest integrierte eUICC eingebettet ist.

Die SIM-Karte ist eine Art Chipkarte ^{[ 2 ]} , deren Grundlage ein integrierter Siliziumchip ( IC) bildet. ^{[ 6 ]} Die Idee, einen Siliziumchip auf einer Plastikkarte zu integrieren, entstand Ende der 1960er Jahre. ^{[ 6 ]} Seitdem verwenden Chipkarten MOS- Chips sowie MOS-Speichertechnologien wie Flash-Speicher und EEPROM (elektrisch EPROM ). ^{[ 7 ]}

Die SIM-Karte wurde ursprünglich vom ETSI in der Spezifikation TS 11.11 spezifiziert. Diese beschreibt das physikalische und logische Verhalten der SIM-Karte. Mit der Entwicklung des Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) wurde die Spezifikationsarbeit teilweise an 3GPP übertragen . 3GPP ist nun für die Weiterentwicklung von Anwendungen wie SIM (TS 51.011 ^{[ 8 ]} ) und USIM (TS 31.102 ^{[ 9 ]} ) verantwortlich, während ETSI für die Weiterentwicklung der physischen Karte UICC zuständig ist .

Die erste SIM-Karte wurde 1991 vom Münchner Chipkartenhersteller Giesecke+Devrient produziert, der die ersten 300 SIM-Karten an den finnischen Mobilfunknetzbetreiber Radiolinja verkaufte , ^{[ 10 ] [ 11 ]} der im selben Jahr das weltweit erste kommerzielle 2G -GSM- Mobilfunknetz in Betrieb nahm. ^{[ 12 ]}

Heute gelten SIM-Karten als allgegenwärtig und ermöglichen es täglich über 8 Milliarden Geräten weltweit, sich mit Mobilfunknetzen zu verbinden. Laut der International Card Manufacturers Association (ICMA) wurden 2016 weltweit 5,4 Milliarden SIM-Karten hergestellt, was traditionellen SIM-Kartenherstellern einen Umsatz von über 6,5 Milliarden US-Dollar einbrachte. ^{[ 13 ]} Ericsson prognostizierte, dass der Aufstieg von zellularen IoT- und 5G-Netzen den adressierbaren Markt für SIM-Karten bis 2020 auf über 20 Milliarden Geräte anwachsen lassen würde. ^{[ 14 ]} Die Einführung von Embedded-SIM (eSIM) und Remote SIM Provisioning (RSP) durch die GSMA ^{[ 15 ]} könnte das traditionelle SIM-Karten-Ökosystem durch den Eintritt neuer Anbieter, die sich auf die Bereitstellung „digitaler“ SIM-Karten und andere Mehrwertdienste für Mobilfunknetzbetreiber spezialisieren, grundlegend verändern. ^{[ 7 ]}

Es gibt drei Betriebsspannungen für SIM-Karten: 5 V , 3 V und 1,8 V ( entsprechend ISO/IEC 7816-3 Klassen A, B und C). Die meisten vor 1998 auf den Markt gebrachten SIM-Karten arbeiteten mit einer Betriebsspannung von 5 V. Später produzierte SIM-Karten sind mit 3 V und 5 V kompatibel . Moderne Karten unterstützen 5 V , 3 V und 1,8 V. ^{[ 7 ]}

Moderne SIM-Karten ermöglichen das Laden von Anwendungen, sobald die SIM-Karte vom Nutzer verwendet wird. Diese Anwendungen kommunizieren mit dem Mobiltelefon oder einem Server über das SIM Application Toolkit (SAT) , das ursprünglich von 3GPP in TS 11.14 spezifiziert wurde. (Es existiert eine identische ETSI-Spezifikation mit anderer Nummerierung.) ETSI und 3GPP pflegen die SIM-Spezifikationen. Die wichtigsten Spezifikationen sind: ETSI TS 102 223 (Toolkit für Smartcards), ETSI TS 102 241 ( API ), ETSI TS 102 588 (Anwendungsaufruf) und ETSI TS 131 111 (Toolkit für weitere SIM-ähnliche Technologien). SIM-Toolkit-Anwendungen wurden ursprünglich in nativem Code mit proprietären APIs geschrieben. Um die Interoperabilität der Anwendungen zu gewährleisten, entschied sich ETSI für Java Card . ^{[ 16 ]} Eine unternehmensübergreifende Kooperation namens GlobalPlatform definiert einige Erweiterungen für die Karten, darunter zusätzliche APIs und Funktionen wie verbesserte kryptografische Sicherheit und kontaktlose RFID- Nutzung. ^{[ 17 ]}

SIM-Karten speichern netzspezifische Informationen zur Authentifizierung und Identifizierung von Teilnehmern im Netzwerk. Zu den wichtigsten gehören die ICCID, die IMSI, der Authentifizierungsschlüssel (K _{_i} ) , die lokale Bereichskennung (LAI) und die betreiberspezifische Notrufnummer. Die SIM-Karte speichert außerdem weitere anbieterspezifische Daten wie die SMSC-Nummer ( Short Message Service Center ), den Dienstanbieternamen (SPN), die Service-Dialing-Nummern (SDN), die Gebühreninformationen und die Anwendungen für Mehrwertdienste (VAS). (Siehe GSM 11.11. ^{[ 18 ]} )

SIM-Karten sind mit unterschiedlichen Speicherkapazitäten erhältlich, von 8 KB bis mindestens 256 KB . ^{[ 11 ]} Alle können maximal 250 Kontakte speichern. Während die 32-KB-Version Platz für 33 Mobilfunk-Ländercodes (MCCs) oder Netzwerkkennungen bietet , kann die 64-KB- Version 80 MCCs speichern. ^{[ 1 ]} Netzbetreiber nutzen diese Speicherkapazität, um Daten in bevorzugten Netzen zu speichern. Dies ist vor allem dann relevant, wenn sich die SIM-Karte nicht im Heimatnetz, sondern im Roaming befindet . Der ausstellende Netzbetreiber kann so festlegen, dass sich ein Telefon mit einem bevorzugten Netz verbindet, das für ihn kostengünstiger ist, anstatt die Gebühren des Netzbetreibers zu zahlen, den das Telefon zuerst gefunden hat. Das bedeutet nicht, dass ein Telefon mit dieser SIM-Karte maximal 33 oder 80 Netze nutzen kann, sondern dass der SIM-Kartenaussteller maximal diese Anzahl bevorzugter Netze festlegen kann. Befindet sich eine SIM-Karte außerhalb dieser bevorzugten Netze, nutzt sie das erste oder beste verfügbare Netz. ^{[ 14 ]}

Jede SIM-Karte ist international durch ihre integrierte Schaltkreiskennung ( ICCID ) identifiziert. Heutzutage werden ICCID-Nummern nicht nur für physische SIM-Karten, sondern auch für eSIM-Profile verwendet. Die ICCIDs sind auf den SIM-Karten gespeichert und werden im Rahmen der Personalisierung zusätzlich auf deren Gehäuse eingraviert oder gedruckt.

Die ICCID ist gemäß der ITU-T-Empfehlung E.118 als primäre Kontonummer definiert . ^{[ 19 ]} Ihr Aufbau basiert auf ISO/IEC 7812. Laut E.118 darf die Nummer bis zu 19 Stellen lang sein, einschließlich einer Prüfziffer, die mithilfe des Luhn-Algorithmus berechnet wird. In GSM Phase 1 ^{[ 20 ]} wurde die ICCID-Länge jedoch als undurchsichtiges Datenfeld mit 10 Oktetten (20 Stellen) definiert, dessen Struktur spezifisch für den jeweiligen Mobilfunknetzbetreiber ist .

Die Zahl setzt sich aus drei Teilen zusammen:

• Ausstelleridentifikationsnummer (IIN)
• Prüfziffer
• Identifizierung eines einzelnen Kontos

Ihr Format ist wie folgt.

• Maximal sieben Ziffern:
  • Hauptbranchenkennung (MII), 2 feste Ziffern, 89 für Telekommunikationszwecke.
  • Ländervorwahl , 2 oder 3 Ziffern, gemäß ITU-T- Empfehlung E.164 .
    • Die NANP- Länder, mit Ausnahme von Kanada, verwenden 01 , d. h. sie stellen ihrer gemeinsamen Vorwahl +1 eine Null voran.
    • Kanada verwendet 302
    • Russland verwendet 701 , d. h. es wird 01 an die Ländervorwahl +7 angehängt.
    • Kasachstan verwendet die Vorwahl 997 , obwohl es die gemeinsame Telefonvorwahl +7 mit Russland hat.
  • Ausstellerkennung, 1–4 Ziffern.
  • Oft identisch mit dem Mobilfunk-Ländercode (MCC). ^{[ 21 ]}

• Ihre Länge ist variabel, aber jede Nummer unter einer IIN hat die gleiche Länge.
  • Oft identisch mit der Mobilfunkidentifikationsnummer (MIN). ^{[ 6 ]}

• Die einzelne Ziffer wurde mithilfe des Luhn-Algorithmus aus den anderen Ziffern berechnet .

Die GSM-Phase-1-Spezifikation verwendet 10 Oktette, in denen die ICCID als gepacktes BCD gespeichert wird. Das Datenfeld bietet Platz für 20 Ziffern, wobei die Hexadezimalziffer „F“ bei Bedarf als Füllzeichen dient. In der Praxis bedeutet dies, dass auf GSM-Karten je nach Aussteller 20-stellige (19+1) oder 19-stellige (18+1) ICCIDs verwendet werden. Ein einzelner Aussteller verwendet jedoch immer die gleiche Größe für seine ICCIDs.

Gemäß E.118 aktualisiert die ITU-T in ihren zweimal monatlich erscheinenden Operational Bulletins (zuletzt Nr. 1163 vom 1. Januar 2019) eine Liste aller aktuell international vergebenen IIN-Codes. ^{[ 22 ]} Die ITU-T veröffentlicht auch vollständige Listen: Stand August 2023 war die am 1. Dezember 2018 veröffentlichte Liste aktuell und enthielt alle Ausstellerkennnummern vor dem 1. Dezember 2018. ^{[ 23 ]}

SIM-Karten werden in den jeweiligen Mobilfunknetzen durch eine eindeutige internationale Mobilfunkteilnehmerkennung (IMSI) identifiziert. Mobilfunknetzbetreiber verbinden Mobiltelefonate und kommunizieren mit den SIM-Karten ihrer Kunden über deren IMSIs. Das Format ist:

• Die ersten drei Ziffern stellen die Mobilfunk-Ländervorwahl (MCC) dar.
• Die nächsten zwei oder drei Ziffern stellen den Mobilfunknetzcode (MNC) dar. Dreistellige MNC-Codes sind gemäß E.212 zulässig, werden aber hauptsächlich in den USA und Kanada verwendet. Ein MCC kann sowohl zwei- als auch dreistellige MNC-Codes haben, beispielsweise 350 007.
• Die nächsten Ziffern stellen die Mobilfunkidentifikationsnummer (MSIN) dar.
• Normalerweise besteht die IMSI aus 10 Ziffern, kann aber bei einem 3-stelligen MNC oder wenn nationale Vorschriften vorschreiben, dass die Gesamtlänge der IMSI weniger als 15 Ziffern betragen muss, auch weniger sein.
• Die Ziffern unterscheiden sich von Land zu Land.

Der K _{_i} -Wert ist ein 128-Bit-Wert, der zur Authentifizierung von SIM-Karten in einem GSM- Mobilfunknetz verwendet wird (in einem USIM-Netz wird der K _{_i}-Wert ebenfalls benötigt, jedoch zusätzlich weitere Parameter). Jede SIM-Karte besitzt einen eindeutigen K_{_i} -Wert, der ihr vom Netzbetreiber während der Personalisierung zugewiesen wird. Der K _{_i-Wert} wird außerdem in einer Datenbank (dem sogenannten Authentifizierungszentrum oder AuC) im Netz des Netzbetreibers gespeichert.

Die SIM-Karte ist so konzipiert, dass der Zugriff auf den Schlüssel „K _i“ über die Smartcard-Schnittstelle verhindert wird . Stattdessen stellt die SIM-Karte die Funktion „GSM-Algorithmus ausführen“ bereit , mit der das Telefon Daten an die SIM-Karte sendet, die dann mit dem Schlüssel „K _i“ signiert werden . Dies macht die Verwendung der SIM-Karte zwingend erforderlich, es sei denn, der Schlüssel „K _{i “ kann von der SIM-Karte extrahiert werden oder der Mobilfunkanbieter ist bereit, ihn} offenzulegen . In der Praxis weist der GSM-Kryptografiealgorithmus zur Berechnung einer signierten Antwort (SRES_1/SRES_2: siehe Schritte 3 und 4 unten) aus dem Schlüssel „K _i“ bestimmte Schwachstellen auf ^{[ 1 ]} _{, die das Extrahieren des Schlüssels „K i“} von einer SIM-Karte und die Herstellung einer Duplikat-SIM-Karte ermöglichen können .

Authentifizierungsprozess:

1. Beim Einschalten liest das Mobilgerät die internationale Mobilfunkteilnehmerkennung (IMSI) von der SIM-Karte aus und übermittelt diese an den Mobilfunkbetreiber, um Zugriff und Authentifizierung anzufordern. Das Mobilgerät muss möglicherweise eine PIN an die SIM-Karte senden, bevor diese die Informationen preisgibt.
2. Das Betreibernetzwerk durchsucht seine Datenbank nach der eingehenden IMSI und dem zugehörigen K _i .
3. Das Betreibernetzwerk generiert dann eine Zufallszahl (RAND, eine Nonce ) und signiert diese mit dem K _i, das mit der IMSI verknüpft ist (und auf der SIM-Karte gespeichert ist). Anschließend wird eine weitere Zahl berechnet, die in die Signed Response 1 (SRES_1, 32 Bit) und den Verschlüsselungsschlüssel K _c (64 Bit) aufgeteilt wird.
4. Das Betreibernetz sendet den RAND an das Mobilgerät, welches ihn an die SIM-Karte weiterleitet. Die SIM-Karte signiert ihn mit ihrem K_{_i} und erzeugt so die signierte Antwort 2 (SRES_2) und K _{_c} , die sie an das Mobilgerät übermittelt. Das Mobilgerät leitet SRES_2 an das Betreibernetz weiter.
5. Das Betreibernetz vergleicht anschließend den berechneten SRES_1-Wert mit dem vom Mobilgerät zurückgegebenen berechneten SRES_2-Wert. Stimmen die beiden Werte überein, wird die SIM-Karte authentifiziert und dem Mobilgerät der Zugriff auf das Betreibernetz gewährt. K_{_c} dient zur Verschlüsselung der gesamten weiteren Kommunikation zwischen Mobilgerät und Betreiber.

Die SIM-Karte speichert Netzwerkstatusinformationen, die von der Standortbereichskennung (LAI) empfangen werden. Betreibernetze sind in Standortbereiche unterteilt, von denen jeder eine eindeutige LAI-Nummer besitzt. Wechselt das Gerät seinen Standort, speichert es die neue LAI auf der SIM-Karte und sendet sie zusammen mit dem neuen Standort an das Betreibernetz zurück. Wird das Gerät neu gestartet, lädt es die Daten von der SIM-Karte und sucht nach der vorherigen LAI.

Die meisten SIM-Karten speichern eine bestimmte Anzahl von SMS- Nachrichten und Telefonbucheinträgen. Die Kontakte werden als einfache „Name-Nummer“-Paare gespeichert. Einträge mit mehreren Telefonnummern oder zusätzliche Telefonnummern werden in der Regel nicht auf der SIM-Karte gespeichert. Versucht ein Benutzer, solche Einträge auf eine SIM-Karte zu kopieren, teilt die Software des Mobiltelefons sie in mehrere Einträge auf und verwirft dabei alle Informationen, die keine Telefonnummern sind. Die Anzahl der speicherbaren Kontakte und Nachrichten hängt von der SIM-Karte ab; ältere Modelle speicherten nur etwa fünf Nachrichten und 20 Kontakte, während moderne SIM-Karten üblicherweise über 250 Kontakte speichern können. ^{[ 24 ]}

SIM-Karten wurden im Laufe der Jahre immer kleiner; die Funktionalität ist jedoch unabhängig vom Format. Auf die Standard-SIM folgten Mini-SIM, Micro-SIM und Nano-SIM. SIM-Karten sind auch für den Einbau in Geräte erhältlich.

Alle Versionen der nicht eingebetteten SIM-Karten verwenden die gleiche ISO/IEC 7816 -Pinbelegung.

Die Mini-SIM -Karte (2FF, 2nd Form Factor) verfügt über die gleiche Kontaktanordnung wie die Standard-SIM-Karte und wird üblicherweise in einem Standard-Kartenhalter geliefert, der durch mehrere Verbindungsstücke zusammengehalten wird. Diese Anordnung (in ISO/IEC 7810 als ID-1/000 definiert ) ermöglicht die Verwendung einer solchen Karte in Geräten, die eine Standard-SIM-Karte benötigen – oder, nach dem Trennen der Verbindungsstücke, in Geräten, die eine Mini-SIM-Karte benötigen. Da die Standard-SIM-Karte veraltet ist, bezeichnen einige Anbieter die Mini-SIM als „Standard-SIM“ oder „reguläre SIM“.

Die Micro-SIM -Karte (oder 3FF-Karte) hat die gleiche Dicke und Kontaktanordnung, jedoch eine reduzierte Länge und Breite, wie in der obigen Tabelle dargestellt. ^{[ 25 ]}

Die Micro-SIM wurde vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) zusammen mit SCP, 3GPP (UTRAN/GERAN), 3GPP2 (CDMA2000), ARIB , der GSM Association (GSMA SCaG und GSMNA), GlobalPlatform, der Liberty Alliance und der Open Mobile Alliance (OMA) eingeführt, um sie in Geräte einbauen zu können, die für eine Mini-SIM-Karte zu klein sind. ^{[ 21 ] [ 26 ]}

Der Formfaktor wurde im Dezember 1998 von der 3GPP SMG9 UMTS Working Party, dem Normungsgremium für GSM-SIM-Karten, erwähnt ^{[ 24 ]} und Ende 2003 vereinbart. ^{[ 27 ]}

Die Micro-SIM wurde für Abwärtskompatibilität entwickelt. Die größte Herausforderung dabei war die Kontaktfläche des Chips. Durch die Beibehaltung dieser Kontaktfläche ist die Micro-SIM mit den älteren, größeren SIM-Kartenlesern kompatibel, dank der Aussparungen im Kunststoffrahmen. Die SIM-Karte arbeitet außerdem mit der gleichen Geschwindigkeit (5 MHz) wie ihr Vorgänger. Die identische Größe und Position der Pins führten zu zahlreichen Anleitungen und YouTube-Videos mit detaillierten Anweisungen zum Zuschneiden einer Mini-SIM-Karte auf Micro-SIM-Größe.

Der Vorsitzende des EP SCP, Klaus Vedder, sagte ^{[ 27 ].}

ETSI hat auf ein Marktbedürfnis der ETSI-Kunden reagiert, gleichzeitig besteht aber auch der starke Wunsch, die bestehende Schnittstelle nicht über Nacht ungültig zu machen und die Leistungsfähigkeit der Karten nicht zu beeinträchtigen.

Nach einer Debatte Anfang 2012 zwischen verschiedenen Entwürfen von Apple, Nokia und RIM wurde Apples Entwurf für eine noch kleinere SIM-Karte vom ETSI akzeptiert. ^{[ 28 ] [ 29 ]} Die Nano-SIM- Karte (oder 4FF-Karte) wurde im Juni 2012 eingeführt, als Mobilfunkanbieter in verschiedenen Ländern sie erstmals für Mobiltelefone anboten, die dieses Format unterstützten. Die Nano-SIM misst 12,3 mm × 8,8 mm × 0,67 mm und reduziert das bisherige Format auf die Kontaktfläche, wobei die bestehende Kontaktanordnung beibehalten wird. ^{[ 30 ]} Ein schmaler Rand aus Isoliermaterial umgibt die Kontaktfläche, um Kurzschlüsse mit dem Sockel zu vermeiden. Die Nano-SIM kann in Adapter für Geräte eingesetzt werden, die für 2FF- oder 3FF-SIM-Karten ausgelegt sind. Sie ist zu diesem Zweck dünner gefertigt ^{[ 31 ]} , und Telefongesellschaften weisen entsprechend darauf hin ^{[ 32 ]} . Die 4FF-SIM ist 0,67 mm dick, im Vergleich zu 0,76 mm bei ihren Vorgängern.

Im Juli 2013 beschrieb Karsten Nohl, ein Sicherheitsforscher von SRLabs, Schwachstellen in einigen SIM-Karten , die DES unterstützten. ^{[ 33 ] [ 34 ] DES wird trotz seines Alters noch immer von einigen Mobilfunkanbietern verwendet. [ 34 ]} Der Angriff könnte dazu führen, dass ein Telefon aus der Ferne geklont oder Zahlungsdaten von der SIM-Karte gestohlen werden. ^{[ 34 ]} Weitere Details der Forschung wurden am 31. Juli 2013 auf der Black Hat Konferenz vorgestellt. ^{[ 34 ] [ 35 ]} Die Internationale Fernmeldeunion (ITU) bezeichnete die Entwicklung daraufhin als „äußerst bedeutsam“ und kündigte an, ihre Mitglieder zu informieren. ^{[ 36 ]}

Im Februar 2015 berichtete The Intercept , dass die NSA und der GCHQ die von Gemalto (heute Thales DIS , Hersteller von jährlich 2 Milliarden SIM-Karten) verwendeten Verschlüsselungsschlüssel (Ki) gestohlen hatten ^{[ 37 ]} . Dies ermöglichte es den Geheimdiensten, Sprach- und Datenkommunikation ohne Wissen oder Zustimmung der Mobilfunknetzbetreiber oder richterliche Aufsicht zu überwachen ^{[ 38 ]} . Nach Abschluss der eigenen Untersuchung erklärte Gemalto, es gebe „hinreichende Gründe“ für die Annahme, dass die NSA und der GCHQ 2010 und 2011 einen Hackerangriff auf sein Netzwerk durchgeführt hätten. Die Anzahl der möglicherweise gestohlenen Schlüssel sei jedoch nicht sehr groß gewesen ^{[ 39 ] .}

Im September 2019 beschrieb Cathal Mc Daid, ein Sicherheitsforscher von Adaptive Mobile Security, ^{[ 40 ] [ 41 ],} wie Schwachstellen in einigen SIM-Karten, die die S@T Browser-Bibliothek enthielten, aktiv ausgenutzt wurden. Diese Schwachstelle wurde Simjacker genannt . Angreifer nutzten sie, um den Standort Tausender Mobiltelefonnutzer in mehreren Ländern zu verfolgen. ^{[ 42 ]} Weitere Details zu dieser Forschung wurden am 3. Oktober 2019 auf VirusBulletin veröffentlicht. ^{[ 43 ] [ 44 ]}

Als GSM bereits im Einsatz war, wurden die Spezifikationen weiterentwickelt und um Funktionen wie SMS und GPRS erweitert . Diese Entwicklungsschritte werden vom ETSI als Releases bezeichnet. Im Rahmen dieser Entwicklungszyklen wurde auch die SIM-Spezifikation verbessert: Neue Spannungsklassen, Formate und Dateien wurden eingeführt.

In der GSM-Ära bestand die SIM-Karte aus Hardware und Software. Mit dem Aufkommen von UMTS änderte sich diese Bezeichnung: Die SIM-Karte war nun eine Anwendung und somit reine Software. Der Hardware-Teil wurde UICC genannt. Diese Trennung war notwendig, da UMTS eine neue Anwendung einführte, das Universal Subscriber Identity Module (USIM). Das USIM brachte unter anderem Sicherheitsverbesserungen wie gegenseitige Authentifizierung und längere Verschlüsselungsschlüssel sowie ein verbessertes Adressbuch.

In entwickelten Ländern sind SIM-Karten heutzutage üblicherweise UICCs, die mindestens eine SIM- und eine USIM-Anwendung enthalten. Diese Konfiguration ist notwendig, da ältere GSM-Mobiltelefone ausschließlich mit der SIM-Anwendung kompatibel sind und einige UMTS-Sicherheitsfunktionen auf der USIM-Anwendung basieren.

In cdmaOne- Netzen entspricht die SIM-Karte der R-UIM und die SIM-Anwendung der CSIM .

Eine virtuelle SIM ist eine Mobiltelefonnummer, die von einem Mobilfunknetzbetreiber bereitgestellt wird und für die keine SIM-Karte benötigt wird, um Anrufe mit dem Mobiltelefon eines Benutzers zu verbinden.

Eine eingebettete SIM (eSIM) ist eine Form der programmierbaren SIM, die direkt in ein Gerät integriert ist. ^{[ 45 ]} Das SMD-Format bietet dieselbe elektrische Schnittstelle wie herkömmliche SIM-Karten (2FF und 3FF), wird jedoch im Rahmen des Herstellungsprozesses auf eine Leiterplatte gelötet. In M2M-Anwendungen, in denen kein SIM-Kartenwechsel erforderlich ist ^{[ 15 ] , entfällt dadurch der Bedarf an einem Steckverbinder, was die Zuverlässigkeit und Sicherheit erhöht. [ 46 ]} Eine eSIM kann remote konfiguriert werden ; Endbenutzer können Netzbetreiber hinzufügen oder entfernen, ohne eine SIM-Karte physisch aus dem Gerät entnehmen oder mehrere eSIM-Profile gleichzeitig verwenden zu müssen. ^{[ 47 ] [ 48 ]}

Der 2016 eingeführte eSIM-Standard hat die herkömmlichen physischen SIM-Karten in verschiedenen Branchen, insbesondere in der Mobilfunktechnik, zunehmend verdrängt. ^{[ 49 ] [ 50 ]}

Eine integrierte SIM-Karte (iSIM) ist eine SIM-Kartenform, die direkt in den Modemchip oder den Hauptprozessor des Geräts integriert ist. Dadurch sind sie kleiner, günstiger und zuverlässiger als eSIMs, verbessern die Sicherheit und vereinfachen die Logistik und Produktion kleiner Geräte, z. B. für IoT- Anwendungen. Im Jahr 2021 führte die Deutsche Telekom die nuSIM ein, eine „Integrierte SIM für IoT“. ^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]}

Die Verwendung von SIM-Karten ist bei GSM- Geräten obligatorisch . ^{[ 54 ] [ 55 ]}

Die Satellitentelefonnetze Iridium , Thuraya und Inmarsats BGAN verwenden ebenfalls SIM-Karten. Diese SIM-Karten funktionieren teilweise in herkömmlichen GSM-Telefonen und ermöglichen es GSM-Kunden außerdem , in Satellitennetzen zu roamen , indem sie ihre eigenen SIM-Karten in einem Satellitentelefon verwenden.

Das japanische 2G- PDC- System (das 2012 abgeschaltet wurde; SoftBank Mobile stellte PDC zum 31. März 2010 ein) sah ebenfalls eine SIM-Karte vor, die jedoch nie kommerziell eingesetzt wurde. Die Spezifikation der Schnittstelle zwischen Mobilgerät und SIM-Karte ist in Anhang 4 des RCR STD-27 enthalten. Die Subscriber Identity Module Expert Group (SMG9) war ein vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) eingesetztes Expertengremium, das die Spezifikationen ( GSM 11.11) für die Schnittstelle zwischen Smartcards und Mobiltelefonen erarbeitete. 1994 wurde die Gruppe in SMG9 umbenannt.

Japans aktuelle und zukünftige Mobilfunksysteme basieren auf W-CDMA (UMTS) und CDMA2000 und verwenden alle SIM-Karten. Japanische CDMA2000-fähige Mobiltelefone sind jedoch an die zugehörige R-UIM gebunden, weshalb die SIM-Karten nicht mit anderen japanischen CDMA2000-Mobiltelefonen austauschbar sind (sie können aber für Roaming außerhalb Japans in GSM/WCDMA-Mobiltelefone eingelegt werden).

CDMA -basierte Geräte verwendeten ursprünglich keine austauschbare SIM-Karte; der Dienst dieser Telefone ist an eine eindeutige, im Gerät selbst gespeicherte Kennung gebunden. Dies ist vor allem bei Mobilfunkanbietern in Amerika verbreitet. Die erste Veröffentlichung des TIA-820-Standards (auch bekannt als 3GPP2 C.S0023) im Jahr 2000 definierte das austauschbare Benutzeridentitätsmodul ( R-UIM ). Kartenbasierte CDMA-Geräte sind in Asien am weitesten verbreitet.

Das Äquivalent einer SIM-Karte im UMTS-Netz wird als universelle integrierte Schaltkreiskarte (UICC) bezeichnet, auf der eine USIM-Anwendung läuft. Umgangssprachlich wird die UICC weiterhin als SIM-Karte bezeichnet . ^{[ 56 ]}

Die SIM-Karte eröffnete MVNOs ( Mobile Virtual Network Operators) eine neue und bedeutende Geschäftsmöglichkeit. Diese mieten Kapazitäten von einem der Netzbetreiber, anstatt ein eigenes Mobilfunknetz zu besitzen oder zu betreiben, und bieten ihren Kunden lediglich eine SIM-Karte an. MVNOs entstanden zunächst in Dänemark, Hongkong, Finnland und Großbritannien. Bis 2011 waren sie in über 50 Ländern vertreten, darunter in den meisten europäischen Ländern, den USA, Kanada, Mexiko, Australien und Teilen Asiens, und erreichten einen Marktanteil von rund 10 % weltweit. ^{[ 57 ]}

In manchen Netzen ist das Mobiltelefon an die SIM-Karte des jeweiligen Anbieters gebunden . Das bedeutet, dass das Telefon nur mit SIM-Karten dieses Anbieters funktioniert. Dies ist vor allem in Märkten verbreitet, in denen Mobiltelefone stark subventioniert werden und das Geschäftsmodell darauf basiert, dass der Kunde für eine Mindestvertragslaufzeit (typischerweise 12, 18 oder 24 Monate) beim Anbieter bleibt. SIM-Karten, die von Anbietern mit einem zugehörigen Vertrag ausgegeben werden, bei denen der Anbieter aber kein Mobilgerät (wie ein Mobiltelefon) bereitstellt, werden als reine SIM-Karten - Verträge bezeichnet. Gängige Beispiele hierfür sind die GSM-Netze in den USA, Kanada, Australien und Polen. Britische Mobilfunknetze haben die SIM-Sperre im Dezember 2021 abgeschafft. Viele Unternehmen bieten die Möglichkeit, die SIM-Sperre eines Telefons zu entfernen, sodass es anschließend durch Einlegen einer anderen SIM-Karte in jedem beliebigen Netz genutzt werden kann. Die meisten GSM- und 3G-Mobiltelefone lassen sich problemlos entsperren und mit jeder beliebigen SIM-Karte in jedem geeigneten Netz verwenden.

In Ländern ohne Mobilfunksubventionen, wie beispielsweise Indien, Israel und Belgien, sind alle Handys entsperrt. Wenn das Handy nicht an eine bestimmte SIM-Karte gebunden ist, können Nutzer problemlos das Mobilfunknetz wechseln, indem sie einfach die SIM-Karte eines Anbieters gegen die eines anderen austauschen – und das mit nur einem Handy. Dies ist beispielsweise typisch für Nutzer, die ihr Datenvolumen optimieren möchten, indem sie unterschiedliche Tarife für verschiedene Freunde in unterschiedlichen Netzen nutzen oder international reisen.

Im Jahr 2016 begannen Mobilfunkanbieter, die automatische SIM-Karten-Reaktivierung ^{[ 58 ]} einzuführen . Dadurch können Nutzer abgelaufene SIM-Karten wiederverwenden, anstatt neue kaufen zu müssen, wenn sie ihren Vertrag mit demselben Anbieter verlängern möchten. Dies ist besonders in Ländern vorteilhaft, in denen Prepaid-Anrufe weit verbreitet sind und der Wettbewerb zu hohen Kundenabwanderungsraten führt . Bisher mussten Nutzer jedes Mal, wenn sie zu einem anderen Anbieter wechseln wollten, eine neue SIM-Karte in einem Shop erwerben.

Der Begriff „SIM-only“, der häufig von Mobilfunkunternehmen als Produkt angeboten wird, bezeichnet einen rechtlich bindenden Vertrag zwischen einem Mobilfunknetzbetreiber und einem Kunden. Der Vertrag selbst hat die Form eines Kreditvertrags und unterliegt einer Bonitätsprüfung.

Bei SIM-only-Verträgen kann es sich um Prepaid- Verträge handeln, bei denen der Abonnent vor der Nutzung Guthaben kauft (oft als Pay as you go, abgekürzt PAYG, bezeichnet), oder um Postpaid-Verträge , bei denen der Abonnent im Nachhinein, in der Regel monatlich, zahlt.

Bei einem SIM-only-Vertrag erhält der Kunde vom Mobilfunkanbieter lediglich eine SIM-Karte, die ein vereinbartes Datenvolumen gegen eine monatliche Gebühr beinhaltet. Die Datennutzung kann in Minuten, SMS, Daten oder einer Kombination daraus abgerechnet werden. Die Vertragslaufzeit variiert je nach gewähltem Angebot, in Großbritannien sind SIM-only-Verträge jedoch üblicherweise mit Laufzeiten von 1, 3, 6, 12 oder 24 Monaten erhältlich.

SIM-only-Verträge unterscheiden sich von Mobilfunkverträgen dadurch, dass sie außer der SIM-Karte keine weitere Hardware beinhalten. Hinsichtlich der Netzwerknutzung sind SIM-only-Verträge in der Regel kostengünstiger, da der Anbieter während der Vertragslaufzeit keine zusätzlichen Gebühren für ein Mobilgerät berechnet. Die kurze Vertragslaufzeit ist eines der Hauptmerkmale von SIM-only-Verträgen – bedingt durch das Fehlen eines Mobilgeräts.

SIM-only-Tarife erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. ^{[ 59 ]} Im Jahr 2010 stieg der Anteil der Mobilfunkverträge mit monatlicher Abrechnung in Großbritannien von 41 auf 49 Prozent aller Mobilfunkverträge. ^{[ 60 ]} Laut dem deutschen Marktforschungsunternehmen GfK wurden allein im Juli 2012 in Großbritannien 250.000 SIM-only-Verträge abgeschlossen – der höchste Wert seit Beginn der Aufzeichnungen durch GfK.

Die zunehmende Verbreitung von Smartphones in Verbindung mit finanziellen Bedenken veranlasst Kunden dazu, Geld zu sparen, indem sie nach Ablauf ihres ursprünglichen Vertrags auf einen reinen SIM-Karten-Tarif umsteigen.

Dual-SIM -Geräte verfügen über zwei SIM-Kartensteckplätze für die Nutzung von zwei SIM-Karten eines oder mehrerer Mobilfunkanbieter. In Entwicklungsländern wie Afrika , Ostasien , Südasien und Südostasien sind Dual-SIM-Geräte weit verbreitet , da variable Tarife, Netzabdeckung und Geschwindigkeiten die Nutzung mehrerer SIM-Karten verschiedener Anbieter attraktiv machen. Dual-SIM-Handys sind zudem praktisch, um die private und die geschäftliche Telefonnummer zu trennen, ohne mehrere Geräte mit sich führen zu müssen. Einige Geräte, wie beispielsweise das BlackBerry KeyOne , sind als Dual-SIM-Varianten erhältlich; in den USA und Europa waren Dual-SIM-Geräte aufgrund mangelnder Nachfrage jedoch nicht üblich. Dies hat sich mit neueren Smartphones geändert, die entweder über zwei SIM-Kartensteckplätze oder eine Kombination aus physischem SIM-Kartensteckplatz und eSIM verfügen.

Eine dünne SIM-Karte (auch Overlay-SIM oder SIM-Overlay genannt ) ist ein sehr dünnes, SIM-Karten-ähnliches Gerät mit einer Dicke von etwa 120 Mikrometern ( 1/200 Zoll  ). Sie verfügt über Kontakte auf der Vorder- und Rückseite und wird auf eine herkömmliche SIM-Karte aufgelegt. Sie bietet eigene Funktionen, während die Funktionen der darunterliegenden SIM-Karte erhalten bleiben. Mit ihr kann das Mobilfunknetz umgangen und benutzerdefinierte Anwendungen ausgeführt werden, insbesondere auf nicht programmierbaren Mobiltelefonen. ^{[ 61 ]}

Die Oberseite dient als Anschluss für das Telefon anstelle der normalen SIM-Karte. Die Unterseite ist ein Anschluss für die SIM-Karte anstelle des Telefons. Mithilfe von Elektronik kann das Gerät Signale in beide Richtungen modifizieren und so dem Telefon eine modifizierte SIM-Karte und/oder der SIM-Karte ein modifiziertes Telefon bereitstellen. (Das Prinzip ähnelt dem des Game Genie , der zwischen einer Spielkonsole und einem Spielmodul angeschlossen wird und so ein modifiziertes Spiel erzeugt.)

Im Jahr 2014 kündigte Equitel , ein von der kenianischen Equity Bank betriebener Mobilfunk-Discounter , seine Absicht an, Thin-SIM-Karten an Kunden auszugeben. Dies führte zu Sicherheitsbedenken seitens der Konkurrenz, insbesondere hinsichtlich der Sicherheit von mobilen Geldkonten. Nach monatelangen Sicherheitstests und Anhörungen vor dem parlamentarischen Ausschuss für Energie, Information und Kommunikation erteilte die Kommunikationsbehörde Kenias (CAK) der Bank jedoch die Genehmigung zur Einführung ihrer Thin-SIM-Karten. ^{[ 62 ]}

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• GSM-USSD-Codes  – Unstrukturierte ergänzende Dienstdaten: Liste der Standard-GSM-Codes für netzwerk- und SIM-bezogene Funktionen
• VMAC
• W-SIM (Willcom-SIM)

• GSM 11.11  – Spezifikation der Schnittstelle zwischen Subscriber Identity Module und Mobile Equipment (SIM-ME).
• GSM 11.14  – Spezifikation des SIM Application Toolkit für die Schnittstelle zwischen Subscriber Identity Module und Mobilgerät (SIM-ME).
• GSM 03.48  – Spezifikation der Sicherheitsmechanismen für das SIM-Anwendungstoolkit
• GSM 03.48 Java API  – API und Implementierung von GSM 03.48 in Java
• ITU-T E.118  – Die Internationale Telekommunikations-Gebührenkarte 2006 ITU-T