eine SIM karte ist eine sogenannte smart card
das ist ein kleiner computer, und definitiv mehr als nur eine speicher karte
auf der sim läuft ein eigenes kleines betriebssystem, das vom hersteller vorgegeben ist.
zudem verfügt die karte über 2 getrennte speicherbereiche:
einen auf den die karte selbst, und das handy zugreifen kann, und einen auf den nur die karte zugreifen kann
in dem letztgenannten speicher liegen die kryptografischen geheimnisse der karte, sprich die informationen mit denen sie sich beim netzbetreiber anmelden kann
! diese informationen verlassen die karte nicht !
wenn die anmeldung durchgeführt werden soll, leitet das handy die challange des netzes an die SIM weiter, die diese nur beantwortet, wenn sie mittels pin freigegeben wurde ... die gesammte kryptografie für den schlüsselaustausch und die netzanmeldung läuft auf der SIM ... erst die kryptografie für den datenaustausch (verschlüsselung der sprachdaten, etc) wird vom handy durchgeführt, dass den zu verwendenden schlüssel von der SIM abfragt
die geschichte mit den 3 fehlversuchen läuft in der regel so:
die SIM bekommt vom handy die PIN ... ab jetzt hat das handy sendepause ... alles weitere passiert in der SIM und kann vom handy nicht beeinflusst werden (es sei denn die stromversorgung zur SIM wird unterbrochen)
die SIM prüft die PIN und stellt fest dass sie falsch ist
der fehlercounter in der SIM wird erhöht
steht er auf 3, wird die PIN gesperrt, und je nach system wird dann der entsperrcode PUK abgefragt ...
auch dieser code hat einen fehlercounter ...
wenn der ausgereizt ist, wird normalerweise die SIM intern angewiesen den geschützten speicher zu löschen ... die kryptografischen daten für die netzanmeldung, etc. sind danach weg ... und die SIM wertlos
alte SIMs können auch mit einer kill-fuse ausgestattet sein ... nach x fehlversuchen brennt die durch und macht das modul elektrisch unbrauchbar ... da diese module aber teuer sind, möchte man sie eigentlich nur löschen, und dann beim netzbetreiber neu beschreiben können ...
der geschützte speicher einer gelöschten sim lässt sich dann vom netzbetreiber neu beschreiben ... wichtig ist: auslesen lässt er sich normalerweise nicht ... von aussen gesehen ist das WRITE ONLY
das ändert allerdings nichts daran, dass auch SIM moduleschwachstellen haben können ... die verwendete software kann anfällig sein ... es können ggf. eigenschaften der hardware rückschlüsse auf den inhalt des geschützten speichers erlauben, etc...
beispiel eines alten angriffs auf smartcards:
frühe smart cards (und damit auch alte sim karten) waren gegen seitenkanal angriffe anfällig. Das heißt, dass man z.B. den stromverbrauch der karte während der anmeldung messen kann, um z.b. die kryptografischen schlüssel aus dem geschützten speicher zu erkennen. wie das?
die kryptografischen operationen beruhen auf mathematik
steht an einer bestimmten stelle im schlüssel eine 1, werden bestimmte operationen durchgeführt, z.b. eine addition und eine multiplikation ... steht dort eine 0, werden andere operationen durchgeführt, es wird z.b. nur multipliziert ... der prozessor der karte braucht für eine multiplikation eine bestimmte menge an energie ... für eine addition eine andere menge ... trägt man nun die leistungsaufnahme der karte über die zeit auf einen graphen auf, kann man ggf. die operationen, und damit auch den schlüssel aus dem stromverbrauch ablesen ...
heutige smartcards umgehen dieses problem, in dem bei jeder berechnung immer alle operationen durchgeführt werden, aber entsprechend dem schlüssel bit manchmal das ergebnis weiterverwendet und manchmal verworfen wird ... die leistungsaufnahme ist dann zu ähnlich um unterschiede erkennen zu können ...