Die klassische SIM-Karte gehört seit Jahrzehnten zur Grundausstattung eines Mobiltelefons. Sie identifiziert den Nutzer gegenüber dem Mobilfunknetz und stellt sicher, dass ein Gerät auf die gebuchten Dienste zugreifen darf. Mit der eSIM verändert sich dieses Prinzip nicht grundsätzlich. Neu ist vor allem die Art, wie die dafür notwendigen Daten in das Smartphone gelangen. Statt eine Kunststoffkarte einzusetzen, wird ein digitales Mobilfunkprofil auf einem fest verbauten Sicherheitschip gespeichert. Für Nutzer wirkt der Wechsel vergleichsweise unspektakulär, technisch steckt dahinter jedoch eine aufwendige Infrastruktur.
Die eUICC ersetzt nicht das Mobilfunknetz
Im Zentrum einer eSIM steht die sogenannte eUICC, kurz für Embedded-Universal-Integrated-Circuit-Card. Dabei handelt es sich um einen fest im Gerät verbauten Chip, der mehrere Mobilfunkprofile sicher speichern und verwalten kann. Seine Aufgabe ähnelt der einer herkömmlichen SIM-Karte, allerdings muss die Hardware nicht ausgetauscht werden, wenn ein neues Profil hinzukommt.
Das Mobilfunknetz selbst unterscheidet dabei nicht grundsätzlich zwischen einer physischen SIM und einem korrekt eingerichteten eSIM-Profil. Für die Anmeldung benötigt es weiterhin eine eindeutige Teilnehmeridentität und kryptografische Informationen, mit denen überprüft wird, ob der Zugriff autorisiert ist.
Zu den zentralen Informationen zählt unter anderem die IMSI, die International-Mobile-Subscriber-Identity. Vereinfacht gesagt ordnet sie das Profil einem Mobilfunkteilnehmer beziehungsweise einem Netz zu. Zusätzlich kommen geheime Authentifizierungsdaten zum Einsatz, die nicht offen übertragen werden. Bei der Anmeldung fordert das Netz eine kryptografische Antwort an. Das Gerät beziehungsweise die SIM berechnet diese anhand der hinterlegten Schlüssel. Stimmen die Werte, kann die Registrierung im Netz erfolgen.
Wie das Profil auf das Gerät gelangt
Bei einer klassischen SIM befinden sich die notwendigen Informationen bereits auf der Karte, wenn sie ausgeliefert wird. Eine eSIM braucht stattdessen einen sicheren digitalen Bereitstellungsprozess.
Häufig beginnt dieser mit einem QR-Code. Er enthält nicht einfach sämtliche Zugangsdaten, sondern Informationen, über die das Smartphone das eigentliche Profil beziehen kann. Eine wichtige Rolle spielt dabei der sogenannte SM-DP+, ausgeschrieben Subscription-Manager-Data-Preparation-Plus. Dieser Server stellt das Mobilfunkprofil für den sicheren Download bereit.
Das Smartphone baut eine geschützte Verbindung auf, authentifiziert den Vorgang und lädt anschließend das bereitgestellte Profil in die eUICC. Dort wird es isoliert gespeichert. Die sicherheitsrelevanten Daten sollen den geschützten Bereich nicht verlassen.
Dadurch können auf einem einzigen Gerät mehrere Profile hinterlegt sein. Wie viele davon gleichzeitig aktiv sein können, hängt vom jeweiligen Smartphone und dessen Dual-SIM-Implementierung ab.
Vom gespeicherten Profil bis zur mobilen Datenverbindung
Ein installiertes eSIM-Profil bedeutet noch nicht automatisch, dass darüber bereits Daten übertragen werden. Zunächst muss das Betriebssystem festlegen, welche Leitung für welche Aufgabe verwendet wird.
Moderne Smartphones unterscheiden unter anderem zwischen der Standardleitung für Anrufe, Nachrichten und mobile Daten. Bei mehreren SIM-Profilen kann beispielsweise eine Leitung weiterhin für die persönliche Telefonnummer zuständig sein, während eine andere ausschließlich die Internetverbindung übernimmt.
Sobald das gewählte Profil aktiviert wird, sucht das Mobilfunkmodem nach geeigneten Netzen. Das Smartphone wertet verfügbare Funkzellen aus und versucht, sich bei einem Netz anzumelden, das für das Profil zugelassen ist.
Nach erfolgreicher Authentifizierung folgen weitere Schritte. Das Netz ordnet dem Gerät eine Datenverbindung zu, berücksichtigt die für das Profil vorgesehenen Zugangspunkte und stellt anschließend die Verbindung zum Internet bereit. Für den Nutzer geschieht dieser Ablauf meist innerhalb weniger Sekunden.
Warum eine SIM auch im Urlaub weiterhin notwendig ist
Ob eine Reise nach Japan, in die Schweiz, nach Spanien oder nach Marokko führt, die grundlegende Aufgabe bleibt dieselbe: Ein Smartphone benötigt für den regulären Zugang zu einem Mobilfunknetz eine gültige Teilnehmeridentität. Genau diese liefert eine SIM beziehungsweise ein eSIM-Profil. Für einen Aufenthalt außerhalb des heimischen Mobilfunktarifs kann deshalb beispielsweise eine eSIM für Marokko als separates Datenprofil eingerichtet werden. Die physische Hauptkarte kann dabei im Smartphone verbleiben. Das Gerät nutzt anschließend die ausgewählte eSIM für mobile Daten, während die bisherige Telefonnummer je nach Konfiguration weiter erreichbar bleibt. Wichtig ist allerdings, die Datenleitung eindeutig festzulegen, damit das Smartphone nicht unbeabsichtigt auf die heimische SIM und deren Roamingtarif zurückgreift.
Was Dual-SIM technisch verändert
Dual-SIM ist vor allem eine Frage der Verwaltung. Das Smartphone verfügt nicht plötzlich über zwei vollständig getrennte Geräte, sondern koordiniert mehrere Teilnehmerprofile über seine Modemhardware.
Je nach Modell sind unterschiedliche Kombinationen möglich. Manche Geräte unterstützen eine physische SIM zusammen mit einer eSIM, andere können zwei eSIM-Profile gleichzeitig aktiv halten. Zusätzlich können häufig weitere Profile gespeichert werden, die momentan deaktiviert sind.
Das Betriebssystem entscheidet anhand der Nutzereinstellungen, welches Profil Daten übertragen soll. Einige Geräte bieten außerdem eine automatische Datenumschaltung. Fällt die bevorzugte Leitung aus oder wird sehr schwach, kann das Smartphone auf die zweite Verbindung wechseln. Im Ausland sollte diese Funktion bewusst geprüft werden, weil ein solcher Wechsel unerwartete Roamingkosten über die Haupt-SIM auslösen kann.
Empfang und eSIM sind zwei verschiedene Dinge
Eine eSIM verbessert den Funkempfang nicht automatisch. Antennen, Modem, verwendete Frequenzbänder, Entfernung zur Basisstation, Gebäudestrukturen und Netzauslastung bestimmen weiterhin, wie gut eine Verbindung funktioniert.
Die eSIM verändert vielmehr die Verwaltung des Zugangs. Statt eine neue Karte einzusetzen, kann ein passendes Profil digital bereitgestellt werden. Dieser Unterschied klingt klein, verschiebt aber einen wichtigen Teil der Mobilfunklogik von physischer Hardware zu softwaregestützter Konfiguration.
Damit wird die SIM nicht überflüssig. Sie verliert lediglich ihre bekannte Form. Ihre Kernaufgabe bleibt bestehen: Das Gerät gegenüber dem Mobilfunknetz eindeutig und sicher zu identifizieren.
