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Beweissicheres elektronisches Laborbuch

Projektverlauf Phase 1

Beweissicheres elektronisches Laborbuch I
(Projektlaufzeit 02/2010 – 01/2012)

Ziel des BeLab-Projekts war es, in der ersten Phase die Entwicklung eines Konzepts, mit dem eine beweissichere elektronische Dokumentation wissenschaftlicher Forschungsprimärdaten sichergestellt werden kann. Das Konzept soll des Weiteren eine anschließende sichere Archivierung der Daten beinhalten. Abschließend soll der entwickelte Entwurf prototypisch umgesetzt und an Beispielen aus der wissenschaftlichen Forschung beurteilt werden. 

 

Arbeitspaket 1: Analyse und Bewertung

Im ersten Arbeitspaket wurden neben der Analyse der Forschungspraxis die Chancen und Risiken der digitalen Langzeitarchivierung (LZA) von Forschungsprimärdaten und rechtlichen Rahmenvorgaben betrachtet. Für die Analyse der Forschungspraxis wurde eine Recherche nach bestehenden - sowohl kommerzieller als auch frei verfügbaren - elektronischen Laborbüchern durchgeführt. Ziel war eine Gegenüberstellung der angebotenen Funktionen. Des Weiteren wurden Gespräche u. a. mit Wissenschaftlern und IT-Mitarbeiter der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) und der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) durchgeführt, um Anforderungen, Chancen und Risiken gemeinsam zu diskutieren. Zusätzlich haben in diesem Zusammenhang folgende Workshops und Gespräche stattgefunden:

  • 09.03.2010 (Braunschweig): 1. BeLab-Workshop mit Wissenschaftlern der MPG und PTB
  • 11.03./08.04.2010 (Göttingen/Kaiserslautern): Gespräche mit Entwicklern von elektronischen Laborbüchern 
  • 03.05.2010 (Kassel): 2. BeLab-Workshop mit Entwicklern von elektronischen Laborbüchern

 

Arbeitspaket 2: Konzeption

Auf der Grundlage der in Arbeitspakt 1 gewonnenen Erkenntnis wurde ein erstes Konzept (Anforderungspapier) entwickelt. Dieses ist kann über den Downloadbereich angesehen werden. Während der Konzeption wurden weitere Anforderungen und die Realisierbarkeit gemeinsam mit Wissenschaftlern und Entwicklern elektronischer Laborbücher diskutiert. Dazu hat der folgende Workshop im Rahmen des BeLab-Projektes stattgefunden:

  • 11.10.2010 (Kassel): 3. BeLab-Workshop mit Wissenschaftlern und Entwicklern

Ergebnis des Arbeitspaktes ist neben dem Anforderungspapier, das die Funktionen des zu implementierenden Prototypen beschreibt, ein Schnittstellenpapier (siehe Downloadbereich), in dem Grundlagen, juristische Fragestellungen und technische Details erläutert werden.

 

Arbeitspaket 3: Bewertung

Auf der Grundlage des in Arbeitspaket 2 entwickelten Anforderungs- und Schnittstellenpapiers erfolgte eine Bewertung des Konzepts im Rahmen eines weiteren Workshops mit Wissenschaftlern und Entwicklern von elektronischen Laborbüchern.

  • 25.01.2011 (Braunschweig): 4. BeLab-Workshop mit Wissenschaftlern und Entwicklern

Die Ergebnisse des Workshops flossen in eine überarbeitet Fassung des Schnittstellenpapiers mit ein. Das überarbeitete Schnittstellenpapier bildet die Grundlage für die Umsetzung des Konzepts als Prototyp.

 

Arbeitspaket 4: Realisierung

Auf der Grundlage des Konzepts, das in Arbeitspakt 2 entworfen und in Arbeitspakt 3 bewertet wurde, wurde mit dem Entwurf eines Unified Modeling Language (UML)- Diagramms für die Implementierung des Prototypen begonnen. Umgesetzt wurde das Konzept als Web Service, der die entsprechenden Funktionen des Systems zur Verfügung stellt.

Nach einer erfolgreicher Authentifizierung und Autorisierung erfolgt eine Datenprüfung. Für die Verarbeitung der Daten und Metadaten innerhalb des BeLab-Systems wurde ein Datenmodell basierend auf dem Universal Object Format (UOF) implementiert. Um die Prozessschritte des Systems zu protokollieren, beinhaltet das Datenmodell einen Logging-Mechanismus. Alle Meldungen werden in einer Kopie der Metadaten mit aufgenommen.

Die Datenprüfung wurde modulbasiert implementiert. Realisiert wurden Überprüfungsmodule, die beispielsweise eine angegebene Checksumme überprüfen, eine Signatur innerhalb eines PDF- oder OpenOffice-Dokuments validieren oder die Vollständigkeit aufeinanderfolgender Dateibezeichnungen auswerten. Das Ergebnis wird durch ein dazugehöriges Klassifizierungsmodul ausgewertet und nach Beweiswert, LZA-Tauglichkeit und Sicherheit der Datenerzeugung eingestuft. Vor der Übergabe der Daten an das Archivsystem werden die Metadaten durch das entwickelte Signatur-Modul elektronisch signiert. Die einzelnen Module des Systems sind in Abbildung 2 dargestellt.

Die Ergebnisse des Arbeitspakets wurden in einem Workshop präsentiert und diskutiert:

  • 24.11.2011 (Karlsruhe): 5. BeLab-Workshop mit Entwicklern

Für die Veranschaulichung des BeLab-Systems wurde im Projektverlauf ein Client implementiert. Dieser Client übernimmt die Zusammenstellung gewünschter Daten nach der UOF-Definition, erzeugt (teilweise automatisiert) benötigte Metadaten und übergibt die Daten an das BeLab-System. Als Rückgabe wird eine systemweit eindeutige ID für den Abruf der Daten ausgegeben. Zusätzlich können die Daten mithilfe des Clients abgerufen und auf Integrität und Authentizität überprüft werden.

 

Arbeitspaket 6: Endbericht

Neben dem Endbericht wurde damit begonnen die erzielten Projektergebnisse in einer gemeinsamen Publikation zusammen zu fassen. Im Juni 2013 wurden die bis dahin erarbeiteten Ergebnisse des Projekts in einem Buch im NOMOS-Verlag veröffentlicht. Da im bisherigen Projektverlauf deutlich wurde, dass bereits die einzelnen Schritte während der Erzeugung und Verarbeitung der Daten im Forschungsprozess einen wesentlichen Einfluss auf den Beweiswert von Forschungsdaten und elektronischen Laborbüchern haben, wurde ein Folgeantrag gestellt, um weitere im Laufe der ersten Projektphase neu aufgeworfene Fragen zu beantworten.