Die SIM-Karte ist eine scheckkartengroße Identifizierungskarte für den Teilnehmer eines GSM-Mobilfunkdienstes und wird im Allgemeinen als Chipkarte oder Smartcard bezeichnet. Diese Karten gibt es für Autotelefone und in verkleinerter Version in der Größe der ID000-Karte auch für Handys. Die kleineren SIM-Karten sind Mini-SIM-Karten, in einer noch kleineren Version mit einer Größe von lediglich 15 mm x 12 mm nennt man diese UICC-Karten Micro-SIM-Karten.

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Mini-SIM-Karte in Plastik-Scheckkarte, Foto: UMTSLink

Bedingt durch die ständige Verkleinerung der Handys werden bei den meisten Handys Mini-SIM-Karten eingesetzt. Diese befindet sich vorgestanzter in der SIM-Karte und kann aus dieser ausgebrochen und ins Handy eingesetzt werden. Die noch kleinere Micro-SIM-Karte, die halb so groß ist wie die Mini-SIM-Karte, ist für kleinere Mobilgeräte konzipiert, die nicht zum Telefonieren geeignet sind. Beispielsweise für Armbanduhren, Digitalkameras oder GSM-Geräte.

Die SIM-Karte entspricht im Aufbau einer Smartcard mit Prozessor, Festwertspeicher, Arbeitsspeicher, Bussystem und Schnittstellen über ein Kontaktfeld.

Permanente und temporäre Daten auf der SIM-Karte

Die Speicherkapazität von SIM-Karten liegt zwischen 16 KB und 64 KB und reicht aus um ca. 200 Telefonnummern und ca. 20 Textnachrichten zu speichern. Außerdem werden in dem Speicher teilnehmer- und Netzbetreiber-relevante Daten und Algorithmen sowie die Zugriffsberechtigung zum Netz gespeichert. U.a. befinden sich auf der SIM-Karte die internationale Mobilfunk-Teilnehmerkennung (IMSI), die internationale Mobilfunkkennung (IMEI), die persönliche Identifikationsnummer (PIN), der Chiffrierungsschlüssel (Kc) mit dem A8-Algorithmus für dessen Generierung, der A3-Algorithmus, der individuelle Authentisierungsschlüssel (Ki) und einige weitere Daten.

SIM-Karte mit eingestanzter Micro-SIM-Karte, Foto: AT & T

SIM-Karten erfüllen zwei wichtige Funktionen: sie unterstützen die Identifikation des Teilnehmers und die Authentifizierung des Handys gegenüber dem GSM-Netz. Mit der SIM-Karte für das GSM-Netz identifiziert sich der Teilnehmer mit seiner Funktelefon-Rufnummer, der MSISDN. Mit Hilfe der Authentifikation stellt das Netz sicher, dass es sich tatsächlich um einen autorisierten GSM-Teilnehmer handelt. Das Authentifizierungsverfahren wird parallel auf der SIM-Karte und im Netz durchgeführt und im Ergebnis verglichen. Bei Ergebnisgleichheit ist die Teilnehmerauthentizität gewährleistet. In UMTS heißt die Identifikationskarte USIM.

Beim Einschalten des Handys sendet dieses die auf der SIM-Karte gespeicherte International Mobile Subscriber Identity (IMSI) zum GSM-Netz. Vorher werden mit der PIN-Eingabe die Daten auf der SIM-Karte freigegeben. Das GSM-Netz vergleicht die IMSI-Nummer und den individuellen Authentifizierungsschlüssel (Ki) in der Datenbank. Anschließend generiert das GSM-Netz eine Zufallsnummer (RAND) und signiert sie mit dem Ki und der damit zusammenhängenden IMSI. Diese Nummer sendet das GSM-Netz zum mobilen Endgerät, das es an die SIM-Karte überträgt. Die SIM-Karte signiert sie mit ihrem Authentifizierungsschlüssel (Ki). Das GSM-Netz vergleicht die beiden berechneten Zufallsnummern. Stimmen sie überein erfolgt die Freigabe des Handys auf das GSM-Netz. Nach der Einbuchungsprozedur kann der Teilnehmer mit jedem beliebigen GSM-Telefon innerhalb des Versorgungsbereiches seines Betreibers Telefonate führen. Darüber hinaus ist der Teilnehmer unter seiner persönlichen Teilnehmerrufnummer im In- und Ausland erreichbar.