Essenziell für Mobilfunk und IoT Fitter Oldie: Die SIM-Karte wird 30 Jahre alt

Vor 30 Jahren lieferte Giesecke+Devrient (G+D) die erste kommerzielle SIM-Karte der Welt an ein Telekommunikationsunternehmen in Finnland aus – es war quasi die Initialzündung des digitalen Mobilfunks. Nach einigen Iterationsstufen erfolgt heute die Ablösung der Karten- durch eine IP-Lösung, der Integrated-SIM, kurz iSIM. Treiber ist besonders der IoT-Markt.

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Die SIM-Karte („Subscriber Identity Module“, deutsch: „Teilnehmer-Identitätsmodul“) verbindet die Welt und speichert zur Teilnehmer-Identifizierung sensible Daten sicher – dieses Grundprinzip hat sich in den letzten 30 Jahren nicht geändert. Lediglich der Funktionsumfang ist deutlich gewachsen. Das SIM bleibt eine einzigartige Lösung, bestehend aus einem Mikroprozessor-Chip und einem Betriebssystem, und bietet einen sicheren Zugang zum Mobilfunknetz.

Über die Jahre hat ein stufenweiser Schrumpfungsprozess stattgefunden – vom ursprünglichen Scheckkarten-Format über das Mini- und Micro- zum nur noch wenige Quadratmillimeter kleinen Nano-SIM. Damit nicht genug: Mittlerweile erfolgt verstärkt die Entkörperung des nach wie vor unersetzlichen Mobilfunkmoduls als reiner Software-Service auf einem Embedded-SIM, kurz eSIM.

Erstes „Smart Card“-Patent bereits 1968 angemeldet

Die Grundlagen, die bei der SIM-Karte zum Einsatz kommen, wurden bereits deutlich vor der Markteinführung entwickelt: Bereits 1968 hat G+D ein erstes Patent für Smart Cards angemeldet. 1989 erfolgte schließlich die Definition und Standardisierung von Plug-in- und wechselbaren SIM-Karten – wiederum unter maßgeblicher Beteiligung von G+D.

Das Unternehmen lieferte 1991 auch die erste kommerzielle SIM-Karte an den finnischen GSM-Operator Elisa (damals Radiolinja) aus. Diese war groß wie eine Kreditkarte, sah jedoch bereits das Herausbrechen eines Plug-Ins vor – je nach Dimension des SIM-Slots beim Endgerät. Ein weiterer Meilenstein war Ende der Neunzigerjahre die Veröffentlichung des SIM-Toolkit-Standards, auf dessen Basis Applikationen wie Mobile Banking oder Informationsdienste realisiert werden konnten.

2012: Vorstellung des Embedded-SIM

2012 war ein einschneidendes Jahr für die SIM-Karte: Die eSIM-Technik wurde vorgestellt, und mit ihr nicht weniger als die Virtualisierung der Kartenfunktionen. Anstatt die SIM-Karte wechseln zu müssen, lässt sich das SIM-Profil nun einfach per Download auf das Endgerät aufspielen – was die Logistik erheblich vereinfacht und neue Möglichkeiten der Digitalisierung eröffnet.

eSIM sieht vor, dass ein generisches SIM-Modul als Chip fest im Gerät verbaut wird – die „Embedded Universal Integrated Circuit Card“ (eUICC). Die Personalisierung erfolgt aus der Ferne, indem die netzbetreiberspezifischen Daten über Mobilfunk oder WLAN bereitgestellt werden. Dabei kommen von der GSM Association standardisierten Verfahren zum Einsatz. Nach einer langen Startphase statten mittlerweile immer mehr Hersteller von Smartphones, Tablets oder Smartwatches ihre Geräte mit eSIM-Technik aus.

eSIM: Datenauthentizität, der Datenschutz und die Systemsicherheit

Ein wichtiger Treiber für die Technik ist das Internet der Dinge (englisch „Internet of Things“, kurz IoT). Damit die gewaltige Geräteanzahl im IoT – man spricht hier auch von „Massive IoT“ – erfolgreich eingesetzt werden kann, sind drei elementare Eigenschaften entscheidend: die Datenauthentizität, der Datenschutz und die Systemsicherheit.

Hierbei führt nach Angaben von G+D derzeit kein Weg an eSIMs beziehungsweise eUICCs vorbei. Sie erfüllen alle erforderlichen geschäftskritischen Kriterien von der Fernadministration bis zur Gewährleistung der Integrität aller Geräte und übertragenen Daten.

Von der Karte zum IP-Modul im System-on-Ship

Die eSIM-Technologie entwickelt sich parallel weiter in Richtung iUICCs (Integrated Universal Integrated Circuit Cards), auch integrated SIM genannt. Für G+D sind diese integrierten SIMs ein wichtiger Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt, wie das Unternehmen mitteilt. Die iUICC ist ein manipulationssicheres Element (Tamper Resistant Element, TRE) innerhalb eines SoC (System-on-a-Chip).

Das heißt, die SIM ist kein dezidiertes Hardware-Modul mehr, sondern eine isolierte Hardware-Komponente, die etwa auf Siliziumsubstratebene mit einem Basisband-Chipsatz zu einem einzigen Konnektivitätsmodul kombiniert wird. Als neueste SIM-Evolution bietet die iUICC ein riesiges Potenzial und zahlreiche Vorteile für die IoT-Industrie.

All-in-One-Konnektivitätslösung für LPWAN

Platzbedarf und Stromaufnahme sind gering, was die iUICC als vielversprechende All-in-One-Konnektivitätslösung zum Beispiel für Low Power Wide Area Networks (LPWAN) prädestiniert, die synonym für große Reichweite, niedrigen Energieaufwand und überschaubare Betriebskosten stehen. Nach Einschätzung von G+D werden iSIMs allerdings zunächst nur in Nischenanwendungen eingesetzt, vor allem in kleinen, einfachen IoT-Geräten. Die flächendeckende Nutzung ist erst in einigen Jahren zu erwarten.

„G+D hat bei SIM-Karten eine entscheidende Rolle hinsichtlich Entwicklung, Technologie und Management gespielt“, sagt Carsten Ahrens, CEO Mobile Security von G+D. Viele Anwendungen vom digitalen Autoschlüssel bis zum vernetzten Fahren, die noch vor Jahren undenkbar schienen, seien inzwischen Realität. Und die Entwicklung bleibt nicht stehen. Gerade im IoT-Bereich wird SIM-Technologie ihren Erfolgsweg ungebremst fortsetzen, ist Ahrens überzeugt.

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