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Elektronisches Laborbuch: Beweiswerterhaltung und Langzeitarchivierung in der Forschung

Sebastian Rieger (GWDG GmbH, Göttingen) / Jan Potthoff (GWDG GmbH, Göttingen) / Paul C. Johannes (Universität Kassel) / Moaaz Madiesh (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig)

ABSTRACT

Dargestellt werden Lösungsmöglichkeiten für die auf 10 Jahre und mehr ausgelegte beweiswerterhaltende elektronische Dokumentation von Forschungsprozessen und -ergebnissen.

Nach den Regeln der guten wissenschaftlichen Praxis ist eine Dokumentation von Ansätzen, Erkenntnissen und wichtigen Ergebnissen während des Forschungsprozesses durchzuführen. Dabei soll auf eine eindeutige und nachvollziehbare Dokumentationsweise geachtet werden.

Die Dokumentation des wissenschaftlichen Forschungsprozesses ist sehr individuell. Dies ist u.a. begründet durch den unterschiedlichen Fokus der verschiedenen Forschungsbereiche und deren Organisationsweise. Zur Dokumentation eingesetzt wird ein sogenanntes Laborbuch (auch Laborjournal, Protokoll- oder Notizbuch), das auch heute noch häufig in Papierform gepflegt wird. Im Laborbuch trägt der Wissenschaftler z.B. Versuchsaufbau und Forschungsdaten ein und dokumentiert so Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten. Das Laborbuch ist ein essentielles Werkzeug in der Forschungs- und Laborpraxis.

In den vergangenen Jahren haben die in Forschungsprozessen verarbeiteten Datenmengen stark zugenommen. Durch elektronische Laborgeräte und automatisierte Laborprozesse, werden digitale Daten erzeugt, die zum Teil sehr umfangreich sind. Ausdrucke dieser Daten, Scans und Kopien werden daher nur noch in Einzelfällen in das Laborbuch mit aufgenommen Diese stetig anwachsende Datenmenge ist mit herkömmlichen Laborbüchern in Papierform nicht länger zu beherrschen, z.B. produzieren allein die Forschungsprojekte am LHC (Teilchenbeschleuniger des CERN in Genf) ca. 15 Millionen Gigabyte jährlich. Ein weiteres Problem besteht darin, dass diesen großen Datenmengen relevante Metadaten (z.B. Zeit und Ort des Experiments) zugeordnet werden müssen. Elektronische Laborbücher lösen diese Probleme durch eine zentrale Speicherung der Forschungs- und Metadaten.

Die Regeln der guten wissenschaftlichen Praxis schreiben eine Archivierung der Forschungsdaten für einen Zeitraum von mindestens zehn Jahren vor. Dabei muss eine langfristige Interpretierbarkeit der Daten realisiert werden. Darüber hinaus ist die Integrität und Authentizität der Forschungsdaten über den gesamten Prozess und die anschließende Archivierung sicherzustellen.

In diesem Zusammenhang wird im Rahmen des DFG-geförderten Verbundprojekts „Beweissicheres elektronisches Laborbuch" (BeLab) untersucht, wie eine beweiswerterhaltende Langzeitarchivierung von digitalen Forschungsprimärdaten und dazugehörigen Metadaten erreicht werden kann. Ziel ist die Vollständigkeit der im Forschungsprozess entstandenen Daten zu erhalten.

Hierfür muss den elektronischen Laborbüchern auf technischem Weg eine Verbindlichkeit verliehen werden, welche mit der von herkömmlichen papiergebundenen Laborbüchern vergleichbar ist. Beispielsweise wird in Laborbüchern die Vollständigkeit über Seitenzahlen und die Integrität und Authentizität der Daten über Unterschriften nachgewiesen. Dazu wird im BeLab Projekt ein Prototyp entwickelt, der die ganzheitliche Beweiswerterhaltung ausgehend vom Messgerät bis hin zum digitalen Archiv sicherstellt. Durch den Einsatz des Prototyps kann zukünftig das elektronische Laborbuch äquivalent zu herkömmlichen Laborbüchern als Beweismittel in universitären Prüfungs- und Disziplinarverfahren, Zivilverfahren, Strafverfahren und Urheber- oder Patentstreiten verwendet werden.

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