Diese Kolumne berichtet aus der Perspektive von GNU-Projekt und FSF über Themen und aktuelle Ereignisse im Umfeld freier Software. In dieser Ausgabe stehen die Software Comspari sowie die Entscheidung der EU zu Softwarepatenten im Mittelpunkt.

Der Einsatz proprietärer Software in der Forschung widerspricht den Ansprüchen an wissenschaftliche Methoden, da sie wegen ihrer geschlossenen Datenformate und unbekannten Algorithmen keine Möglichkeiten für die Überprüfung bietet. Freie Software ist eine Alternative – ein gutes Beispiel dafür ist das Tool Comspari.

Abbildung 1: Auf dem Europäischen Parlament beruht nun die ganze Hoffnung der Softwarepatent-Gegner. Dort verhandeln die Volksvertreter in zweiter Lesung über die Regelungen.

Comspari

Comspari[1] entwickelte sich als freie Software aus einem wissenschaftlichen Projekt. Der Name ist eine Abkürzung für Comparison of Spectral and Retention Information. Es geht dabei um Vergleiche von Spektralinformationen, etwa aus der Massenspektrometrie, die speziell in der analytischen Chemie und Biochemie zum Einsatz kommt.

Regelmäßig stehen Wissenschaftler vor der Aufgabe, dass sie zwei Proben miteinander vergleichen müssen, die nur geringe qualitative Unterschiede aufweisen. So feine Abweichungen in den Spektren lassen sich nur schwer aus Rechenoperationen erkennen. Ein Graph ist da viel praktischer. Komplexe Datensätze können schnell und intuitiv bearbeitet werden, kleinste Unterschiede kommen ans Tageslicht. Die Aufbereitung der Messdaten für eine solche Darstellung ist die Aufgabe von Comspari, es erfreut sich bei den Anwendern auch bereits großer Beliebtheit.

Entwickelt wurde Comspari in C, wobei es für die Darstellung der Graphen auf Gnuplot[2] zurückgreift. Dieses Programm ist im wissenschaftlichen Umfeld weit verbreitet und unterstützt zahlreiche Plattformen. Comspari läuft ebenfalls auf allen Plattformen, die Gnuplot unterstützt. Das schließt Linux und andere Unix-Varianten sowie OS/2, Mac OS und Microsoft Windows ein.

Jonathan Katz und Jörg Hau, die beiden Autoren von Comspari, machten ihr Projekt der Allgemeinheit als freie Software unter der General Public License (GPL) zugänglich. Zudem publizierten es die Autoren gemeinsam mit D. S. Dumlao und S. Clarke im “Journal of the American Society for Mass Spectrometry”, der Zeitschrift der amerikanischen Gesellschaft für Massenspektrometrie. Unter dem Titel “A New Technique (COMSPARI) to Facilitate the Identification of Minor Compounds in Complex Mixtures by GC/MS and LC/MS: Tools for the Visualisation of Matched Datasets” hielt diese Software Einzug in die wissenschaftlichen Archive. Der Artikel steht als Veröffentlichung online[3] bereit.

Probleme

Problematisch sind für John und Jörg vor allem Zeitmangel und kaputte Datenfiles. Beide Entwickler arbeiten Vollzeit in der industriellen Forschung. Jörg kann zwar seinen Aufwand dadurch rechtfertigen, dass er mehr Zeit spart, als er für die Entwicklung aufwendet. Aber oft führt dies dazu, dass er nur jene Dinge implementiert, die er für aktuelle Versuche braucht.

Der Ärger mit unbrauchbaren Datenfiles macht ein grundsätzliches Problem deutlich: Wesentliche Voraussetzung für die Arbeit mit Datensätzen in der Wissenschaft ist die Verwendung offener Formate. Hierfür gibt es im Prinzip zwar den Net-CDF-Standard. In der Praxis benutzen die Hersteller der Massenspektrometer jedoch aus unterschiedlichen Gründen proprietäre Formate. Das zwingt die Wissenschaftler dazu, den Auswertungsprogrammen der Hersteller blind zu trauen ohne die Resultate ihrer eigenen oder fremder Versuche wirklich überprüfen zu können. Somit ist eine notwendige Bedingung für wissenschaftliches Arbeiten nicht erfüllt.

Obendrein erschwert die proprietäre Software zum Teil erheblich die Untersuchung von Fragen, die ihr Hersteller nicht vorsieht. So lässt sich den Laboratorien mehr oder weniger direkt vorschreiben, auf welchen Gebieten sie arbeiten dürfen. Auf Druck der Wissenschaftler bieten die Hersteller mitunter Konvertierungsprogramme ins Net-CDF-Format an. Leider implementieren sie den Standard eher schlecht, was oft zu Problemen bei der Auswertung führt. Das Programm Comspari benützt das von Jörg Hau geschriebene freie Software-Werkzeug »cdfread«[4] zum Einlesen solcher Dateien.

Hintergrund

Comspari ist in vielerlei Hinsicht beispielhaft für das Miteinander von freier Software und wissenschaftlicher Kooperation. Alles begann wie in vielen anderen Projekten ursprünglich mit dem Ziel, ein spezielles Problem zu lösen. So erzeugte das Labor, in dem John Katz arbeitet, große Datenmengen bei der Analyse von Extrakten aus normalen oder mutierten Hefezellen. Die Analyse mit Hilfe der durch die Hersteller bereitgestellten Programme entwickelte sich zu einer Erfahrung, die John höflich als “sehr unerfreulich” beschreibt. Schließlich stellte sich heraus, dass das Programm Amdis dieser Aufgabe überhaupt nicht gewachsen war.

Also begann er, mit Hilfe von Gnuplot die Daten zu vergleichen. Recht schnell standen stupide Elemente in diesem Prozess zur Automatisierung an. Comspari war geboren. Neben Gnuplot waren die GNU Compiler Collection und das Linux-System essenzielle Komponenten, ebenso wie das bereits erwähnte »cdfread« von Jörg Hau.

Als John Katz dann Jörg Hau kontaktierte, war dies ein äußerst glückliches Zusammentreffen: Jörg begeisterte sich schnell für die Idee, seine eigenen Datensätze so schnell und einfach vergleichen zu können, und fügte die Komponenten hinzu, die ihm für seine eigene Arbeit fehlten. So wurde auch er zum Comspari-Entwickler.

Im August 2003 stellten die Entwickler eine Webseite ins Netz und machten das Programm im April 2004 in der oben erwähnten Veröffentlichung publik. Dies fiel auf fruchtbaren Boden. Das Projekt wurde auf Konferenzen vorgestellt und es bildete sich langsam eine Gemeinschaft von Entwicklern und Nutzern.

Abbildung 2: Mittels Gnuplot verwandelt Comspari die Datenmenge aus dem Versuch mit einem Massenspektrometer in anschauliche Kurven.

Aktueller Status

Mittlerweile arbeiten so viele Leute aktiv an dem Projekt mit, dass es in einen stabilen und einen Entwicklungszweig aufgeteilt wurde. Dem stabilen Zweig, der von Jörg Hau betreut wird, fügen die Developer keine neuen Funktionen mehr hinzu. Der Entwicklungszweig hingegen enthält die aktuellen, experimentellen Features. Die Liste der angestrebten Funktionen findet sich auf der Webseite, sie ist unterteilt in die drei Kategorien Notwendig, Wünschenswert sowie Träumerei.

Aktuell liegt der Schwerpunkt auf einer verbesserten Fehlerbehandlung einschließlich Korrektur. Aber auch eine Umstellung des Dateiformats von Ascii auf ein komprimierbares Format scheint angesichts der Datenmengen sinnvoll. Auf Hilfe hoffen John und Jörg von den Hardwareherstellern, um gelegentliche Konvertierungsprobleme abzustellen.

Auch sonst gibt es viele Möglichkeit zur Mitarbeit. Beide suchen händeringend nach Freiwilligen für die Dokumentation. So sind die vielen Funktionen zwar zu einem großen Teil selbsterklärend, doch manche Anwender legen großen Wert auf eine gute Dokumentation. Aus diesem Grund zählt auch eine grafische Benutzeroberfläche zu den Dingen, die auf der Wunschliste stehen. Interessierten sei der Blick auf die Homepage[1] empfohlen.

Softwarepatente

Der 7. März 2005 war für Freunde freier Software in Europa einer der schwärzesten Tage seit langem: Entgegen dem ausdrücklichen Willen des Europäischen Parlaments und vieler nationaler Parlamente sowie offiziellen Anträgen mehrerer Länder nach weiteren Diskussionen segnete der Ministerrat der EU die Einführung von Softwarepatenten offiziell ab und reichte die Vorlage dem Europäischen Parlament zur zweiten Lesung weiter. Dies wirft viele Fragen auf.

Vor allem allerdings die offensichtliche Frage: Sind die formellen Regeln der Europäischen Union wirklich so, dass der Rat diesen Antrag gegen den ausdrücklichen Willen der Länder durchwinken musste, um den Formalien Genüge zu tun? So behauptet es zumindest der EU-Ratspräsident. Oder tritt nicht vielmehr die Präsidentschaft die Demokratie mit Füßen?

Dass diese Fragen so offen zu Tage treten, geht nicht zuletzt auf den Widerstand gegen Softwarepatente zurück. Das Parlament meldete sich bereits zweimal zu Wort: einerseits mit der klaren Absage an reine Logikpatente und andererseits mit dem starken Wunsch nach einem Neustart der Direktive. Der Rat ignorierte beide Wünsche.

Die Chancen stehen also grundsätzlich gut für den Widerstand: Will das Parlament keine Ohnmachtserklärung abgeben, muss es sich auf den Machtkampf einlassen. Mit seiner Akzeptanz der Richtlinie würde das Parlament letztlich seinen Einfluss auf die europäische Politik schwächen.

Softwarepatente sind bei weitem nicht das einzige Thema in der EU, bei dem es um viel geht. Allerdings führte die Aufregung um sie unabsichtlich dazu, dass andere fast unbemerkt von der Öffentlichkeit blieben. Nur sehr wenig Aufmerksamkeit erhielt die Verhandlung zwischen der Europäischen Kommission und Microsoft vor dem Europäischen Gerichtshof[5]. Über die Zustände in der United Nations Working Group on Internet Governance (WGIG), die die Strukturen einer möglichen Internetregierung festlegen soll, wurde fast gar nicht berichtet.

Abbildung 3: Auf der Rückseite der Smartcard aus dem Fellowship-Programm der FSF Europe sind die Grundsätze freier Software abgedruckt.

Fachkompetenz

Dabei waren die Papiere der Arbeitsgruppe eine reine Katastrophe[6]. Selbst ehemalige ICANN-Direktoren wie Karl Auerbach sprachen relativ offen an, dass der Gruppe die Fachkompetenz fehlt. Wenn es um Reform der World Intellectual Property Organisation (WIPO,[7]) geht, scheint selbst die Existenz der Organisation den meisten kaum bewusst zu sein. Dabei ist sie für die Verwaltung des Trips-Abkommens zuständig, das über den amerikanischen DMCA und EUCD seinen Weg ins deutsche Urheberrecht fand – die berüchtigten Regelungen zur Abschaffung der Privatkopie. Es sollten sich mehr Leute an den Prozessen beteiligen und dabei koordinierter agieren. Zu diesem Zweck hat die Free Software Foundation Europe ein Fellowship[8] ins Leben gerufen.

Fellowship

Diese Initiative der Free Software Foundation Europe[9] soll die digitale Freiheit fördern, sie eröffnet zudem über einen Mitgliedsbeitrag von 120 Euro pro Jahr (reduzierter Beitrag 60 Euro) Interessierten einen Weg, die Arbeit der Free Software Foundation Europe direkt zu unterstützen. Darüber hinaus bietet die Kampagne noch mehr: Jeder Spender bekommt eine FSF-Mail-Adresse und auf dem Portal[8] haben alle Teilnehmer zudem die Möglichkeit, sich darüber zu informieren, was im Moment außerhalb der normalen Medien passiert.

Zusätzlich erhält jeder Fellow eine personalisierte OpenPGP-Smartcard mit der Option, den selbst generierten Schlüssel durch die FSF Europe signieren zu lassen. Werner Koch, der Autor von GnuPG[10], steht dem Unterfangen in allen Fragen rund um die Karte und die digitale Signatur zur Seite.

Diese Karte ist ein Hardware-Token für vielfältige Anwendungen. Darunter fallen beispielsweise die sichere Kommunikation über verschlüsselte und signierte E-Mails oder gesicherte Logins mittels SSH. Außerdem lassen sich mit der Chipkarte und geeigneter Software größere Datenmengen auf der Festplatte signieren oder verschlüsseln.

Hohe Sicherheit

Für einen Angreifer, der versucht den Key mit Gewalt auszulesen, gibt es nur begrenzte Aussicht auf Erfolg. Zudem erfordert der Versuch spezielle Hardware, viel Zeit und er zerstört den Chip unwiederbringlich. Die Karte bietet sich auch für den Einsatz auf unsicheren Systemen an, weil mit ihr keine Daten auf der Festplatte abgelegt werden.

Damit halten alle Fellows ein einfaches und wirksames Mittel zum Schutz ihrer Privatsphäre in Händen. Das Programm bietet also viele Möglichkeiten, sich aktiv an der Gestaltung der digitalen Gesellschaft zu beteiligen, und nicht zuletzt einen einfachen Weg, die Arbeit der Free Software Foundation Europe politisch zu unterstützen.

Übersetzung

Die Übersetzung dieser Kolumne ist leider ins Stocken geraten, auf der Webpage (Kasten “Fragen und Anregungen”) fehlen etliche Ausgaben. Aus diesem Grund werden ein bis zwei Übersetzer ins Englische gesucht. (agr)