Der Aufstieg und (letztendliche) Fall der SIM-Karte

Jun 05, 2023

Es gibt wenige Geräte, die das rasante Tempo des modernen technischen Fortschritts besser veranschaulichen als das Mobiltelefon. Innerhalb von nur einem Jahrzehnt haben wir uns von Flip-Phones und polyphonen Klingeltönen zu vollwertigen Mobilcomputern mit Quad-Core-Prozessoren und Gigabyte Speicher entwickelt.

Während schnelle Fortschritte bei der Rechenleistung natürlich nichts Neues sind, ist die Entwicklung mobiler Geräte etwas ganz anderes. Das Razr V3 von 2003 und das Nexus 5 von 2013 unterscheiden sich so stark, dass es schwierig ist, die Tatsache in Einklang zu bringen, dass sie (zumindest vordergründig) für den gleichen Zweck entwickelt wurden – vom grundlegenden physischen Layout bis hin zur Art und Weise, wie der Benutzer damit interagiert Sie haben in den vergangenen Jahren dramatische Veränderungen erfahren. Sogar die Netzwerktechnologie, die sie zur Erleichterung der Sprach- und Datenkommunikation nutzen, ist unterschiedlich.

Dennoch gibt es mindestens eine Komponente, die sie gemeinsam haben: die einfache SIM-Karte. Wenn es Ihnen nichts ausmacht, ein bisschen unnötiges Plastik wegzuschneiden, könnten Sie die SIM-Karte sogar problemlos aus dem Razr herausziehen und in das Nexus 5 stecken. Es spielt keine Rolle, dass das letztgenannte Telefon bei der Herstellung der Karte noch nicht einmal im Auge von Google war, die Beschaffenheit der SIM-Karte bedeutet, dass die Kompatibilität eine Selbstverständlichkeit ist.

Tatsächlich gibt es allen Grund zu der Annahme, dass dieselbe Karte, die mittlerweile 20 Jahre alt ist, in einer beliebigen Anzahl von Telefonen auf dem heutigen Markt installiert werden könnte. Auch hier wären einige kleinere chirurgische Eingriffe erforderlich, um es auf die richtige Größe zu verkleinern.

Das ist das Schöne an der SIM oder dem Subscriber Identity Module. Damit können Sie Ihren Mobilfunkdienst problemlos von einem Telefon auf ein anderes übertragen, ohne Rücksicht auf das Alter oder den Hersteller des Geräts und im Allgemeinen, ohne Ihren Mobilfunkanbieter über den Wechsel informieren zu müssen. Es ist ein einfaches Konzept, das uns fast schon seit der Existenz von Mobiltelefonen gute Dienste leistet und das Telefon vom Telefonvertrag trennt.

Daher wächst natürlich der Druck in der Branche, es zu vermasseln.

Bei Festnetztelefonen war es „einfach“ herauszufinden, ob die Rechnung bezahlt wurde. Der Netzbetreiber wusste, wo jeder Teilnehmer wohnte, und er wusste, wo die Telefone installiert waren. Entweder hat der Hausbesitzer die Rechnung bezahlt und den Service in Anspruch genommen, oder er wurde abgeschnitten. Selbst als die ersten Mobiltelefone auf den Markt kamen, war es aufgrund ihrer Größe und hohen Kosten nicht allzu schwierig, den Überblick darüber zu behalten, wem sie gehörten.

Doch als Mobiltelefone kleiner, billiger und weiter verbreitet wurden, war klar, dass eine Authentifizierungsmethode erforderlich sein würde, um nachzuweisen, dass der Benutzer über ein aktives Konto verfügte. Da anhand des physischen Standorts des Telefons nicht mehr bestimmt werden konnte, wem es gehörte und welche Nummer es erhalten sollte, wäre es notwendig, jedem Mobiltelefon eine eigene, eindeutige ID-Nummer zu geben. Da es darüber hinaus unvermeidlich war, dass der Abonnent irgendwann ein neues Mobiltelefon bekam, war es sinnvoll, seine Informationen auf einem Wechselspeichergerät zu binden, damit sie zwischen Geräten verschoben werden konnten.

So wurde das Subscriber Identity Module geboren. Die erstmals 1991 eingeführte SIM-Karte war eigentlich als Möglichkeit gedacht, das gesamte „digitale Leben“ des Abonnenten zwischen Geräten zu übertragen. Es verfügte über genügend Speicherkapazität, um die Kontaktliste und Nachrichten des Benutzers zu speichern, die auf jedes neue Gerät übertragen werden konnten, in dem die SIM-Karte installiert war. Dieses Konzept wurde heute so gut wie aufgegeben, da nicht nur die Speicherkapazität der SIM-Karte (weniger als 0,5 MB) nach modernen Maßstäben lächerlich, aber wir haben jetzt die Cloud, die eine nahtlose Synchronisierung zwischen Geräten ermöglicht.

Moderne SIM-Karten werden fast ausschließlich zum Speichern von Daten verwendet, die für die Netzwerkauthentifizierung erforderlich sind. Diese besteht hauptsächlich aus dem Integrated Circuit Card Identifier (ICCID), der Seriennummer der SIM-Karte, und der Kontonummer des Teilnehmers, offiziell bekannt als International Mobile Subscriber Identity (IMSI). Die IMSI enthält Identifikationscodes für das Land und Netzwerk, in dem die Karte verwendet werden soll, sowie die Telefonnummer des Abonnenten. Darüber hinaus enthält die SIM-Karte einen eindeutigen 128-Bit-Authentifizierungsschlüssel, der mit der Datenbank des Netzbetreibers abgeglichen wird, wenn das Gerät versucht, sich dem Netzwerk anzuschließen. Natürlich ist das alles eine zu starke Vereinfachung – [LaForge] hat auf der 36C3 einen fantastischen Vortrag über die Grundlagen von SIM-Karten gehalten, wenn Sie eine Stunde Zeit haben.

Die SIM-Karten der ersten Generation hatten die gleichen Abmessungen wie eine Kreditkarte und wurden im Allgemeinen in Autotelefonen und anderen großen tragbaren Telefonen eingebaut. Als die 2G-Mobilfunktechnologie zum Mainstream wurde, waren die Telefone viel kleiner und nutzten eine sogenannte Mini-SIM-Karte. Diese zweite Form war viele Jahre lang die De-facto-Form von SIM, so dass die meisten Leute sie für das Original halten. Aber immer kleiner werdende Smartphones erforderten etwas noch Kleineres. Dies führte 2010 zur Einführung der Micro-SIM, gefolgt von der Nano-SIM im Jahr 2012.

Interessanterweise wurde die Größe der SIM-Karte durch ISO/IEC 7810, einen internationalen Standard für die Größe und Form von Ausweiskarten, und nicht durch die interne Elektronik bestimmt. Jede Version der SIM-Karte verwendet im Wesentlichen die gleichen aktiven Komponenten, die jedoch auf immer kleineren PVC-Karten montiert sind. Dadurch können die größeren Karten auf Geräte zugeschnitten werden, die die kleineren Formen verwenden, während die kleineren Versionen über einen Adapter in älteren Geräten verwendet werden können.

Wenn man das Design der SIM-Karte und ihre verschiedenen Formen versteht, wird klar, dass die Nano-SIM das Ende der Fahnenstange ist. Es ist nur noch so viel PVC-Kartenmaterial übrig, dass der Chip im Halter ausgerichtet werden kann – weniger, und Sie müssten den Chip selbst abschneiden, was möglicherweise die jahrzehntelange Abwärtskompatibilität beeinträchtigen könnte.

Wie macht man eine SIM-Karte noch kleiner? Einfach. Du wirst es los.

Heutzutage unterstützen immer mehr Telefone eine sogenannte Embedded-SIM (eSIM), die, wie der Name schon sagt, direkt in das Gerät integriert ist. In der Praxis gibt es immer noch einen dedizierten Flash-Chip, der die Informationen des Abonnenten speichert, der Benutzer kann jedoch nicht darauf zugreifen. Aber für manche Geräte, wie zum Beispiel eine Smartwatch, könnte sogar eine eSIM zu groß sein. In diesem Fall besteht ein wachsendes Interesse an Integrated-SIM (iSIM). Bei iSIM wird die physische Komponente komplett entfernt – stattdessen wird eine Art virtuelle SIM direkt in das System-On-Chip des Geräts integriert.

Während die meisten Telefone zusätzlich zu eSIM immer noch Nano-SIM-Kompatibilität bieten, tickt die Uhr. Apple hat die physische SIM-Unterstützung bereits mit dem iPhone 14 abgeschafft, und wenn die Geschichte ein Indiz dafür ist, werden andere Hersteller bald folgen. Derzeit wird iSIM für Wearables und IoT-Geräte vermarktet, aber es ist nicht schwer vorherzusagen, dass Telefonhersteller irgendwann an der Technologie interessiert sein werden.

Da keine physische SIM-Karte entfernt werden muss, muss der Zugriff auf und die Änderung der Daten auf der eSIM/iSIM über die geräteeigene Software erfolgen. Dies bedeutet natürlich, dass nicht nur die neueste und beste Version des mobilen Betriebssystems Ihrer Wahl erforderlich ist, sondern dass Ihr Gerätehersteller oder sogar Ihr Mobilfunkanbieter Ihren Zugriff darauf kontrollieren kann. So wie einige Netzbetreiber die Option zum Entsperren des Bootloaders auf den Pixel-Telefonen von Google deaktivieren, kann man sich eine Zukunft vorstellen, in der Netzbetreiber verlangen, dass Sie sie jedes Mal durchgehen, wenn Sie Ihre eSIM auf ein anderes Gerät übertragen.

Tatsächlich gibt es einige Szenarien, in denen Sie sich mit ziemlicher Sicherheit an Ihren Mobilfunkanbieter wenden müssen. Ihr aktuelles Telefon ist so stark kaputt, dass Sie den eSIM-Austausch nicht mehr selbst durchführen können? Sie müssen den Spediteur damit beauftragen, dies aus der Ferne zu erledigen. Möchten Sie die eSIM zwischen iPhone und Android wechseln? Sie haben es erraten: Rufen Sie den Spediteur an und lassen Sie ihn dies aus der Ferne erledigen.

Fairerweise muss man sagen, dass eSIM/iSIM einige potenzielle Sicherheitsvorteile bietet. Zum einen müssen Sie sich keine Sorgen machen, dass jemand die SIM-Karte aus Ihrem Telefon stiehlt oder sie durch eine andere ersetzt, während Sie nicht hinsehen, da es sich nicht um einen physischen Gegenstand handelt. Natürlich ist das jetzt der Fall – wer sagt, dass nicht irgendwann einmal eine Schadsoftware entwickelt werden könnte, um die Abonnenteninformationen aus der Hardware zu extrahieren?

Auf jeden Fall scheint es unvermeidlich, dass der Verbraucher in Zukunft in dieser Angelegenheit nicht mehr viel Mitspracherecht haben wird. Natürlich können Sie im Jahr 2023, 2024 und wahrscheinlich sogar 2025 den Kauf eines Telefons ohne SIM-Kartensteckplatz vermeiden. Aber da jedes Jahr immer weniger Telefone immer noch über einen Kopfhöreranschluss verfügen, werden Ihre Möglichkeiten irgendwann begrenzt sein. Der Tag kommt, an dem Sie sich von Ihrer treuen SIM-Karte verabschieden müssen, und das ist eine Schande.

SIM-Diagramm basierend auf „GSM SIM Card Evolution“ von Cvdr und veröffentlicht unter CC BY-SA 3.0.