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<head>
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<title>Minimalgebot für Datenformate - Offene Standards</title>
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</head>
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<body class="article">
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<p id="category">
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<a href="/freesoftware/standards/standards.html">Offene Standards</a>
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</p>
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<h1>Minimalgebot für Datenformate - offener Standard sein reicht nicht</h1>
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<p>Ohne ein Werk-stück ist Werkzeug nutzlos. Was sind also die Werkstücke
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für unsere Computer? Daten, Informationen, Wissen, Meinungen, Kunstwerke -
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kurz Inhalt. Er wird erstellt, verarbeitet und übertragen. Meist direkt
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elektronisch. Immer mehr Menschen haben einen Rechner mit Internetanschluss
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zur Verfügung und evolutionieren damit ihre Zusammenarbeit.</p>
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<p>Inhalt wandert also von einer Nutzerin zum Nutzer und zurück. Dabei
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muss er eine Form annehmen: Das Datenformat. Es legt fest, wie Inhalt plus Verpackung
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zu handhaben sind, was darin stehen darf und wie das in einer Datei oder
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über eine Internetverbindung dann konkret aussieht. Wer mitmachen möchte,
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braucht eine Software, welche das Datenformat versteht. Sonst wäre der Inhalt
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für die eigene Anwendung wie eine unbekannte Fremdsprache. Wenn ein
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Datenformat keine Speicherung von Fotos zuläßt, dann kann ich mit diesem eben
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keine Fotos speichern. Die Wahl des Datenformats ist deshalb entscheidend
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dafür, wie lange ich an meinen Inhalt herankomme und was ich mit ihm
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machen kann.</p>
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<p>Der einzelne Nutzer mag die Wirkung seiner Entscheidung bei jedem
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Abspeichern kaum bemerken. Wenn sich eine IT-Abteilung oder die
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öffentliche Hand für ein Datenformat entscheiden, dann wirft das Wellen.
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Die damit verbundene Wahl der Softwarelösung hat Auswirkungen auf viele
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Jahre und Jahrzehnte hinaus. Je mehr wertvolle Schriftstücke, Tonaufnahmen
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oder Bilder elektronisch abgelegt werden, desto wertvoller ist es, darauf noch
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zugreifen zu können. Bewusst oder indirekt wird so auch die Entwicklung
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der Datenformate finanziert. Viele Softwarehersteller versuchen absichtlich
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Nutzer dazu zu verleiten, ein von ihnen beherrschtes
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Datenformat zu verwenden, zum Beispiel für die Konstruktionspläne von Fahrzeugen,
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Gebäuden oder Maschinen. Der Hersteller der dazugehörigen CAD-Anwendung erhält dann
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praktisch diese Daten eines Unternehmens als Faustpfand.
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Aus seiner Sicht ist das eine
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starke Verhandlungsposition für die Kosten der nächsten Version.
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Manchmal begeben sich auch ganze Staaten in eine solche Situation.</p>
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<p>Deshalb kann ein gutes Datenformat nur ein <a
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href="/freesoftware/standards/def.html">Offener Standard</a> sein.
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Diese
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Grundvoraussetzung ist jedoch nicht ausreichend. Das Datenformat muss
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zudem ein Problem angemessen lösen, also fachlich und technisch gut passen.
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Dazu lassen sich eine Vielzahl von Eigenschaften betrachten. Das <a
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href="http://jendryschik.de/wsdev/trans/designguide/">Essay von Bert
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Bos</a> über die Design-Grundsätze der Organisation W3C - welche die
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Formate des World-Wide-Web erarbeitet - nennt unter anderem Effizienz,
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Wartbarkeit, Zugänglichkeit, Erweiterbarkeit, Erlernbarkeit, Einfachheit
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und Langlebigkeit.</p>
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<p>Zwei zentrale Fragen dabei sind:</p><ul>
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<li>Wie gut löst das Datenformat das Problem? Und:</li>
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<li>Ist es das einfachst mögliche oder gibt es ein einfacheres Datenformat?</li></ul>
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<p>Die erste Frage erläutert sich von selbst: Wer einen Text speichern,
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übertragen und durchsuchen möchte, der wird ungern ein Format für
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pixelbasierte Bilder wählen - obwohl bei eingescannten Papieren oder
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Faksimiles im ersten Schritt unvermeidlich.</p>
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<p>Spannender ist die zweite Frage: Ist das Format so kompliziert wie nötig
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und so einfach wie möglich? Es ist schwer, ein Datenformat zu entwerfen
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oder auszuwählen, welches diesem Minimalgebot entspricht.</p>
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<p>Da ist einmal die schlechte Wirkung des <a
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href="http://sourcemaking.com/antipatterns/design-by-committee">"Design
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by Committee"</a>, also der <a
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href="http://webstandard.kulando.de/post/2010/07/21/design-by-committee-gestaltung-durch-viele-entscheider">Beteiligung
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vieler Entscheider</a> an einer technischen Ausarbeitung. Standards
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werden gern mit der Beteiligung Vieler entwickelt und die Entscheidung für
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eine Softwarelösung in einer Organisation - besonders in einer öffentlichen
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- wird ebenfalls in oft zahlreich besetzen Gremien gefällt. Da können
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schnell "viele Köche den Brei verderben" und mehr hinzufügen, als wirklich
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notwendig wäre. Das W3C ist sich <a
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href="http://www.w3.org/People/Bos/DesignGuide/committee.html">laut
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Bos</a> dieser Problematik immerhin bewusst, viele andere Gruppen sind es
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nicht.</p>
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<p>Hinzu kommt, dass Software-Lösungen oft mit einer Abhakliste bewertet
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werden. Zuerst dürfen sich alle Betroffenen etwas wünschen. Diese Wünsche
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sind oft konkrete Lösungsideen und werden zu der Liste für die Beschaffung
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verdichtet. Das Software-Produkt gewinnt mit den meisten Häkchen, was meist
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ein Datenformat bedeutet, welches selten bis gar nicht gebrauchte Funktionen
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enthält. Besser wäre es die Wünsche problemorientiert zu erfassen und mehr
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Punkte für Lösungen zu verteilen, welche mit mehreren, einfachen, sich
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ergänzenden Datenformaten arbeiten.</p>
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<p>Softwarehersteller kennen Ihre Käufer. Je mehr Häkchen bedient werden
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können, desto wertvoller scheint eine Software, da sie - flüchtig
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betrachtet - mit sehr vielen Wünschen zurecht käme; außer dem Wunsch nach
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schlichter Eleganz. So sehen dann Software und Datenformat auch aus:
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Aufgebläht mit vielen Funktionen, damit sich viele Lösungsideen direkt
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wiederfinden lassen. Ein weiterer Vorteil für den Hersteller: Der
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Konkurrenz wird es erschwert, das Format genauso gut zu verarbeiten oder
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eine überlegene Teillösung anzubieten. Der Kunde muss ganz kaufen, oder gar
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nicht. Warum noch ein weiteres Datenformat, wenn das eine schon alles
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kann?</p>
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<p>Jede zusätzliche Funktion oder Regelung macht die Beschreibung eines
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Datenformats exponentiell komplizierter. Die Nachteile sind immens. Die
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Entwickler von einer Software, welche mit einem Datenformat umgehen soll,
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müssen die Beschreibung komplett durchdringen. Das umfasst den ganzen Text
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und dann alle Möglichkeiten, welche sich durch die Kombination der
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enthaltenden Elemente ergeben. Weniger lesen und verstehen zu müssen, bedeutet
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eine einfachere und sicherere Umsetzung in der Software. Das führt zu mehr
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Software, welche das Datenformat auf hohem Niveau spricht. Wettbewerb,
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Auswahl und damit mehr Nutzen für Anwender folgen nach.</p>
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<p>Je fintenreicher ein Datenformat ist, desto größer die Chance, dass es
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selten benötigte Vorkehrungen gibt. Das Format und dessen Umsetzungen in
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Software gleichen dann einem großen verwinkeltem Haus, bei dem manches
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stark belebt ist, aber einige Räume oder Nischen praktisch nie betreten
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werden. Klar, so ein Haus lässt sich schwerer
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absichern. Einbrecher könnten
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einfach ein in Vergessenheit geratenes Kellerfenster aufdrücken, oder beim
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offiziellen Gang durch das Gebäude unentdeckt etwas in einem dunklen
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Treppenabsatz verstecken.</p>
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<p>Experten betrachten Komplexität als das größte Problem für
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Software-Sicherheit. Deshalb stehen viele von ihnen Standards skeptisch bis
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feindselig gegenüber.<a class="fn" id="ref-complexity" href="#fn-complexity">1</a> </p>
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<p>Um die Risiken greifbarer zu machen, betrachten wir wie ein Rechner
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Schriftzeichen darstellt: Da gibt es den weit verbreiteten Standard ISO/IEC
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8859-15 (Latin-9). Mehr als 20, meist westeuropäische, Sprachen könnten
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damit verarbeitet werden. Für ein Zeichen gibt es 255 verschiedene
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Möglichkeiten. Ein neuerer Standard namens Unicode (ISO 10646) soll es
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ermöglichen alle Sprachen zu Kodieren. Dafür braucht es mehr, nämlich mehr
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als eine Millionen Möglichkeiten. Weiterhin kann ich gleiche Zeichen noch
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auf mehreren unterschiedlichen Wegen darstellen, beispielsweise in den
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Kodierungsvarianten UTF-8 und UCS-2. Einerseits ist Unicode ein Segen:
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Einmal richtig programmiert, ist eine Anwendung auf hunderte von Sprachen
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grundsätzlich vorbereitet. Andererseits kann eine Programmiererin bei einer
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Eingabe nicht mehr im Kopf ausrechnen, was bei allen Zeichen im Quelltext
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geschehen könnte. Bei den 256 Fällen von Latin-9 ging das; bei Unicode
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fehlt diese Übersicht. Ein schlauer Angreifer mag dann Kombinationen
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finden, an welche der Entwickler nicht gedacht hat. Das kommt regelmäßig
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vor. Hier zwei einfache Beispiele: 1. <a
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href="http://de.wikipedia.org/wiki/Homographischer_Angriff">Der
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homographische Angriff</a> täuscht Nutzer durch ähnlich aussehende
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Internetadressen. Das Kyrillische aus Unicode-Schriften eignet sich dafür.
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2. Den Entwicklern eines bekannten Webservers wurden vor vielen Jahren <a
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href="https://www.bsi.bund.de/ContentBSI/grundschutz/kataloge/m/m05/m05102.html">die
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Möglichkeiten von Unicode in URLs zum Verhängnis</a>.</p>
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<p>Es ist keine Überraschung, dass es mehr Anwendungen gibt, welche mit
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Latin-9 "korrekt" umgehen können als mit Unicode. Das Problem ist für
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jedes "dicker" spezifizierte Datenformat ähnlich: Es gibt Anwendungen
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welche die seltenen Funktionen nicht verstehen. Schon weil es so viele
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Funktionen sind, dass sich das nicht mehr testen lässt. Beworben wird dann
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die Fähigkeit, Datenformat X zu verstehen, aber ob das in der Praxis mit der
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Software klappt, ist fraglich.</p>
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<p>Manche Datenformate bauen dieses Problem sogar direkt ein: Es gibt von
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ihnen verschiedene Ausbaustufen. Wer hier feststellen möchte, ob
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Anwendungen kompatibel sind, der muss genau angeben, um welches Datenformat
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es sich handelt. Beispielsweise gibt es vom Open Document Format (ODF) mit
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1.0, 1.1 und 1.2 schon drei Varianten. Vermutlich mit zunehmender
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Komplexität. Es gibt sicher viele Fälle, wo das Nutzen der Möglichkeiten
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von Version 1.0 völlig ausreichend wäre. Die Voreinstellung dürfte trotzdem
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das Speichern in der neuesten, von der Software unterstützten, Version
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sein. Für PDF existiert das Problem noch verschärfter. Manche <a
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href="http://pdfreaders.org/os.de.html">Versionen oder Teile von PDFs</a>
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entsprechen nicht mal den Anforderungen eines offenen Standards.</p>
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<p>Wer Computer verstehen möchte, dem wird erklärt, dass es zwei
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verschiedene Dinge gibt: Daten und Programme. Während die Daten nur
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verarbeitet werden, enthalten die Programme Befehle für den Computer. Der
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Unterschied wird deutlich anhand eines Zettels auf dem steht: Spring von
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der Brücke! Diesen Zettel und den Satz kann ich problemlos lesen,
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aufschreiben und weitergeben - also verarbeiten. Sollte ich ihn als Befehl
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auffassen und ausführen, dann falle ich leicht auf die Nase. Das ist bei
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Rechnern genauso. Dateiformate wie ODF, Doc und PDF können neben Daten
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auch Anweisungen für automatische Bearbeitung ("Makros") oder interaktive
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Elemente (Javascript) enthalten. Das macht jede Datei zu einer potentiellen
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Anwendung mit Befehlen für meinen Computer. Klar, dass Angreifer das
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ausnutzen, wie bei den <a
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href="https://www.bsi-fuer-buerger.de/ContentBSIFB/GefahrenImNetz/Schadprogramme/Viren/viren.html">Makro-Viren</a>. </p>
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<p>Die meisten Texte, welche übertragen werden, brauchen nur einen kleinen
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Bruchteil dessen, was gängige Datenformate ihnen an Formatierungs-,
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Auszeichnungs- und Layout-möglichkeiten anbieten. Eine schlichte Datei aus
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Latin-9 Zeichen kann seit Jahrzehnten auf jeden Rechner mit einem
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einfachen Texteditor und allen Textverarbeitungen bearbeitet werden. Mit steigenden
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Anforderungen könnte ein kleiner Teil von HTML 2 schon ausreichen, für
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Überschriften, Aufzählungen und Internetverweise. Oder eine <a
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href="http://de.wikipedia.org/wiki/Creole_(Markup)">schlichte,
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textbasierte Auszeichnungsprache</a>, wie sie in Wikis Verwendung findet.
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Die Wikipedias und Weblogs dieser Welt belegen, das sich sehr viel
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Inhalt mit solch einfachen Mittel ausdrücken läßt.</p>
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<p>Alle - außer den Herstellern der proprietären Software - haben ein
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Interesse daran, dass verschiedene Software-Produkte miteinander im Wettbewerb stehen.
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Und dass die Produkte sicher gegen Angreifer und gut interoperabel sind.
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Das Minimalgebot für Datenformate fördert all das. Es besteht darin, alles
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wegzulassen, was nicht unbedingt notwendig ist. Ziel ist <a
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href="http://magplot.de/TasteForMakers">ein schlichtes und elegantes
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Design</a>. Schön ist ein Baukasten, bei dem sich aus wenigen
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verschiedenen Elementen leicht unendliche viele Werke schaffen lassen.</p>
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<p>Obwohl es gute Gründe geben kann, ein Datenformat zu nehmen, welches mehrere
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Anforderungen bündelt, sollten wir uns öfter fragen: "Geht das
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einfacher?"</p>
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<h2 id="fn">Fußnoten</h2>
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<ol>
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<li id="fn-complexity">"Complexity is the main enemy of security",
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Ferguson, Niels, and Schneier, Bruce - Practical Cryptography, Wiley, 2003,
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ISBN 0-471-22357-3. p146 "9.4.1 Simplicity", pp365- "23 Standards"
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<a href="https://www.schneier.com/books/practical-cryptography">https://www.schneier.com/books/practical-cryptography</a> [<a href="#ref-complexity">↲</a>]</li>
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</ol>
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</body>
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<legal type="cc-license">
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|
<license>https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/</license><notice>Neben der Standardlizenz der Webseite steht dieser Artikel unter der Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0)</notice>
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</legal>
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<author id="reiter" />
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<original content="2012-03-23" />
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