Anforderungen und Entwicklung von Archivierungssystemen für elektronische Unternehmensdaten
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| Name des Autors / der Autoren: | Thomas Carduck, Semra Öztürk |
| Titel der Arbeit: | "Anforderungen und Entwicklung von Archivierungssystemen für elektronische Unternehmensdaten" |
| Hochschule und Studienort: | FOM Leverkusen |
1 Inhalt
2 Abkürzungsverzeichnis
| Abkürzung | Bedeutung |
|---|---|
| AO | Abgabenordnung |
| BGB | Bürgerliche Gesetzbuch |
| BDSG | Bundesdatenschutzgesetz |
| BD | Blue-Ray Disc |
| BD-R | Blue-Ray Disc Recordable |
| BSI | Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik |
| CCSDS | Consultative Committee for Space Data Systems |
| CD | Compact Disc |
| CD-ROM | Compact Disc Read-Only Memory |
| CD-R | Compact Disc Recordable |
| DVD | Digitale Versatile Disc |
| DVD-R DL | Digitale Versatile Disc Recordable Dual Layer? |
| EDV | Elektronische Datenverarbeitung |
| ESA | European Space Agency |
| EU-Rat | Europäische Rat |
| GE | General Electric |
| GIF | Graphics Interchange Format |
| GDPdU | Grundsätze zum Datenzugriff und zur Prüfbarkeit digitaler Unterlagen |
| GoB | Grundsätze ordnungsmäßiger Buchführung |
| GoBS | Grundsätze ordnungsmäßiger DV-gestützter Buchführungssysteme |
| GoDV | Grundsätze ordnungsmäßiger Datenverarbeitung |
| HD | High Definition |
| HGB | Hangelsgesetzbuch |
| HVD | Holographic Versatile Disc |
| IT | Informationstechnik |
| MB | Megabyte |
| MO Disk | Magneto Optical Disk |
| NASA | National Aeronautics and Space Administration |
| NIST | National Institute for Standards and Technology |
| PGP | Pretty good privacy |
| PKI | Public-Key-Infrastruktur |
| S/MIME | Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions |
| SSD | Solide state disc |
| StSenkG | Steuersenkungsgesetz |
| OAIS | Open Archival Information System |
| UDO | Ultra Density Optica |
| VOI | Verband Organisations- und Informationssysteme e. V. |
| WORM | Wrtie once read multiple |
| ZDA | Zertifizierungsdiensteanbieter |
| ZPO | Zivilprozessordnung |
3 Abbildungsverzeichnis
| Abbildung | Bedeutung/Quelle |
|---|---|
| Abb. 1 | Weltweites Datenwachstum 2006 bis 2011 |
| Abb. 2 | Signaturarten |
| Abb. 3 | Funktionsprinzip der CD |
| Abb. 4 | Funktionsprinzip Holografischer Speicher |
| Abb. 5 | Funktionsweise Racetrack-Memory |
| Abb. 6 | OAIS Modell |
4 Einleitung
Schon seitdem die Menschheit die Schrift erfunden hat und dadurch in der Lage war, schriftliche Aufzeichnungen zu erstellen, wollte man sie auch für die Zukunft bewahren: das war die Geburtsstunde der Archive. Wie die Keilschrift-Tontafel-Bibliotheken aus Mesopotamien und die Papyrus-Archive der alten Ägypter zeigen, wurden auch damals bereits Rechtsgeschäfte dokumentiert und aufbewahrt. Auch über alle Zeiten hinweg ist es immer noch das Ziel der Archivierung, wichtige Dokumente sicher für lange Zeit aufzubewahren und vor Verlust zu schützen, jedoch trotzdem jederzeitigen Zugriff zu ermöglichen.
In dieser Arbeit werden die Anforderungen an Archivierungssysteme für elektronische Unternehmensdaten zusammengetragen. Die heute gängigen Speichersysteme zur Archivierung vorgestellt und anhand der voraussichtlichen technischen Entwicklung wird versucht, die zukünftigen Anforderungen an Archivierungssysteme und die ggf. bereits absehbare Umsetzung darzustellen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der zur Speicherung genutzten Hardware.
5 Archivierung
5.1 Begriffsdefinitionen
Bei der Frage "Was ist ein Archiv" ist zu unterscheiden zwischen dem allgemeinen Sprachgebrauch und der archivistischen Definition. Im öffentlichen Sprachgebrauch bezeichnet "Archiv" so ungefähr alles, was eine größere Menge schriftlicher Informationen in einer irgendwie strukturierten Form beinhaltet und keine Bibliothek ist. [1] Im strengen archivfachlichen Sinne ist ein Archiv eine Institution, die Archivalien (das Archivgut) verwahrt. [1]
Ein Archiv besteht also aus Schriftgut und/oder Bildmaterial, das in einer speziell strukturierten Ablageordnung erfasst wird, und das zur Aufbewahrung für einen langen Zeitraum bestimmt ist, weil es einen bleibenden Wert darstellt oder weil aus rechtlichen Gründen eine Aufbewahrungspflicht besteht.
Da im Zeitalter der computerunterstützten Unternehmensführung alle betrieblichen Abläufe digital erfasst werden, erfolgt auch die Archivierung von Schriftgut und Geschäftsdaten heute auf elektronischem Wege für eine sichere und langzeitige Aufbewahrung. Mit moderner Software können Informationen wesentlich besser verwaltet werden als mit Regalen voller Aktenordner, wie es bisher war. Der Begriff elektronische Archivierung steht für die unveränderbare, langzeitige Aufbewahrung elektronischer Informationen[2].
Grundsätzlich kann demnach die Archivierung auch statt auf Papier auf elektronischem Wege geschehen; genau wie bei den herkömmlichen Archiven dient die digitale Archivierung zur langfristigen und sicheren Aufbewahrung der Daten, die dadurch authentisch und unverfälscht gespeichert werden.
Man unterscheidet zwei verschiedene elektronische Archivierungsarten, nämlich einmal die digitale Langzeitarchivierung und die revisionssichere elektronische Archivierung. Bei der ersteren müssen die Dokumente bzw. Informationen für mindestens zehn Jahre oder länger aufbewahrt werden und jederzeit greifbar sein; dies ist z.B. bei der öffentlichen Verwaltung (siehe Grundbuchamt oder Standesamt) der Fall oder auch bei städtischen Archiven.
In einem Unternehmens-Archiv werden die für das laufende Geschäft nicht mehr benötigten Unterlagen entsprechend den gesetzlichen Fristen aufbewahrt. Außerdem enthält das Archiv Daten, die das Firmengeschehen dokumentieren: es kommt dabei entscheidend darauf an, dass das Dokument wichtig genug ist, um aufbewahrt zu werden - eine Archivierung aller Daten ist schon aus Gründen der Kapazität unmöglich. Die Bestimmung derjenigen Dokumente, die archiviert werden sollen, ist beispielsweise: Gründungsunterlagen; Bilanzen; alle Buchhaltungsvorfälle; Kunden- und Handelsbriefe.
Von einer revisionssicheren elektronischen Archivierung wird gesprochen, wenn die Archivierungsdauer bis zu zehn Jahren beträgt und dabei speziellen handels- und steuerrechtlichen Anforderungen genügen muss sowie den Grundsätze ordnungsmäßiger DV-gestützter Buchführungssysteme (GoBS).
Die Definition der "Archivierung" ist damit also der Vorgang, das Archivgut bzw. die Daten zu erfassen und strukturiert zu verwahren, damit ein Zugriff jederzeit möglich ist.
Außerdem ist bei der Archivierung dafür zu sorgen, dass der Akten- und Datenbestand erhalten wird: d.h. die Lagerungs- bzw. Speicherungsbedingungen müssen dem gewählten Aufbewahrungszeitraum der Dokumente angemessen sein. Auch der jeweilige Grad der Schutzbedürftigkeit von Informationen (öffentliche, interne, geheime usw.) ist ein Kriterium.
Generell erfordert die Archivierung einen exakten Ablageplan in Form eines gut strukturierten, einheitlichen Klassifikationskonzeptes. Die Verwaltung von digitalen Archiven muss mit höchster Sorgfalt erfolgen. Dabei ist zu beachten, dass schon die zu sichernden Dateien so erstellt werden, dass eine langfristige Aufbewahrung möglich ist.
Dabei ist zu erwähnen, dass bei dem regelmäßigen (i.d.R. täglichem) Backup/Datensicherung, der die täglich im Gebrauch befindlichen elektronischen Daten sichert und im Verlustfall die Daten zur Wiederherstellung zur Verfügung stellt, die im System veränderte Datei gespeichert wird. Löscht man eine Datei im System, ist sie einige Zeit später auch im Backup nicht mehr verfügbar.
Die elektronische Archivierung ist also - im Gegensatz zum Backup - für die Dateien gedacht, die nicht im Gebrauch sind, aber dennoch aufbewahrt werden sollen bzw. müssen. Archivierte Dateien werden nicht automatisch verändert oder gelöscht, wenn sich das Original im Filesystem ändert.
5.2 Motivation zur Archivierung
Der Wunsch, die Vergangenheit zu bewahren und für die Zukunft nutzbar zu machen, war und ist das Leitmotiv zur Archivierung. Ein weiterer Grund für die Aufbewahrung von Informationen und Daten sind gesetzliche Vorschriften.
Ein wesentlicher Vorteil liegt folglich im sofortigen Zugriff, Daten können meistens komfortabel gesucht werden[3], d.h. dass die gesuchten Daten nicht mehr in einem verstaubten Archivraum aus einem alten Aktenordner herausgesucht werden müssen. Ebenso ist die Eliminierung falsch abgelegter oder verlorener Akten leicht mittels Mausklick am Bildschirm möglich[3]. Auch ist es möglich, dass mehrere Benutzer im Unternehmen auf ein Dokument zeitgleich zugreifen können.
Zugleich können automatische Sicherungskopien (Backups) des kompletten Archivs inklusive der Indexdaten vorgenommen werden[3]. Manipulationen sind daher bei revisionssicheren Archiven gänzlich ausgeschlossen[3].
Auch die Möglichkeit, mit der elektronischen Archivierung sehr große Mengen an Daten bzw. Informationen zu verwalten, ist eine große Motivation zur Einführung der elektronischen Archivierung. Es ist daher empfehlenswert, vorab in einem Konzept die Bereiche festzulegen, aus denen die Daten/Informationen zur Archivierung gelangen und welche Ziele letztendlich mit der elektronischen Archivierung erreicht werden sollen.
5.2.1 Gesetzliche Regelungen
Die in Deutschland für die elektronische Archivierung generell zu beachtenden gesetzlichen Regelungen werden hier dargestellt. Mit der [mittlerweile auch in nationales deutsches Recht umgesetzten] EU-Richtlinie 2001/115/EG hat der EU-Rat im Dezember 2001[4] die Ausstellung von umsatzsteuerkonformen Rechnungen innerhalb der Gemeinschaft vereinheitlicht[5]. Darin sind u.a. auch Anforderungen für den elektronischen Rechnungsverkehr enthalten[5]. Auch bei der elektronischen Archivierung muss danach die Authentizität der Rechnung garantiert sein[5]. Zudem verlangt die Richtlinie, dass Rechnungen während der Aufbewahrung lesbar bleiben müssen[5].
Gesetzlich geregelt sind in Deutschland vor allem die Aufbewahrungsfristen, die Sorgfaltspflichten, der Datenschutz und die Rechtssicherheit eines elektronischen Dokumentes. Die Grundlagen gelegt sind hierfür im Handelsgesetzbuch (HGB) und in der Abgabenordnung (AO), die die folgenden Anforderungen erwähnen:
- Ordnungsmäßigkeit,
- Vollständigkeit,
- Sicherheit des Gesamtverfahrens,
- Schutz vor Veränderung und Verfälschung,
- Sicherung vor Verlust,
- Nutzung nur durch Berechtigte,
- Einhaltung der Aufbewahrungsfristen,
- Dokumentation des Verfahrens,
- Nachvollziehbarkeit,
- Prüfbarkeit.[6]
Im einzelnen sind dies die folgenden Regelungen:
BGB:
Erst einmal ist hier das Bürgerliche Gesetzbuch (BGB) zu nennen; nach BGB ist die Verjährungsfrist wichtig, denn bis zum Ablauf dieser Frist müssen die entsprechenden Daten und Dokumente gespeichert/aufbewahrt werden (BGB §§ 194 - 218), weiterhin ist zu beachten der § 126 (3) BGB, wonach die schriftliche Form eines Dokumentes durch die elektronische Form ersetzt werden kann.
ZPO:
In der Zivilprozessordnung (ZPO) wird analog zum BGB geregelt, welche Dokumente als Urkunde anerkannt sind - z.B. durch eigenhändige Unterschrift oder durch eine elektronische Signatur. [7]
BDSG:
Ein ganz wichtiges Gesetz ist das Bundesdatenschutzgesetz (BDSG), dessen Vorschriften greifen, wenn personenbezogene Daten gespeichert werden. Im § 6.1 des BDSG wird die Einhaltung von umfangreichen Datenschutzmaßnahmen festgelegt; sie umfassen im einzelnen die Kontrolle des physischen Zugangs, des Datenträgerabgangs, der Speicherung, der Benutzer, des Zugriffs, der Übermittlung, der Eingabe, der Auftragsverarbeitung, des Transports sowie der allgemeinen Organisation.[8]
HGB:
Für die elektronische Archivierung in einem Unternehmen sind aber in erster Linie die Vorschriften des HGB's von Bedeutung, die umfassend für bestimmte Dokumente die Aufbewahrungsfristen regeln. [9] Danach beträgt die Aufbewahrungsfrist von kaufmännischen Unterlagen sechs Jahre, und zwar für Handels- und Geschäftsbriefe, bis zu zehn Jahren müssen Bücher und Aufzeichnungen aufbewahrt werden sowie alle Jahresabschlüsse, die Lageberichte, die Eröffnungsbilanz, alle Arbeitsanweisungen und Organisationsunterlagen sowie sämtliche Buchhaltungsbelege.
AO:
Wichtig ist auch die AO, die die Aufbewahrung der für die Besteuerung relevanten Aufzeichnungen verlangt. Hier werden u.a. auch erhöhte Aufbewahrungsanforderungen aufgrund des Rechts auf Prüfbarkeit digitaler Unterlagen gestellt.[10]
StSenkG:
Ab dem 1. Januar 2002 ist der Finanzverwaltung aufgrund der gesetzlichen Neuregelungen im Steuersenkungsgesetz (StSenkG) vom 23.10.2000 das Recht eingeräumt, die mit Hilfe eines Datenverarbeitungssystems erstellte Buchführung des Steuerpflichtigen durch Datenzugriff zu prüfen.[11]
GoDV:
Speziell bei der Archivierung von digitalen Daten im Unternehmen sind auch die "Grundsätze ordnungsmäßiger Datenverarbeitung (GoDV)" zu beachten, die zwar keine gesetzliche Vorschrift sind, aber aus den im HGB definierten Grundsätzen der ordnungsmäßigen Buchführung (GoB) abgeleitet wurden. Danach sind sie ein Revisionsstandard für die Datenverarbeitung im Unternehmen.
GDPDU:
Bezüglich der Revisionsanforderungen sind auch von Bedeutung die "Grundsätze zum Datenzugriff und zur Prüfbarkeit digitaler Unterlagen (GDPdU)"; diese Grundsätze - die vom Bundesministerium der Finanzen aus den GoDV präzisiert wurden - betreffen hauptsächlich alle steuerlich relevanten digitalen Dokumente.
Grundsätzlich ist bundesweit jedes Unternehmen von der neuen Gesetzgebung betroffen, das seine Buchführung EDV-gestützt abwickelt (Anlagenbuchhaltung, Lohnbuchhaltung, Finanzbuchhaltung. [12]
5.2.2 Kostenersparnis
Durch die digitale Archivierung der Unternehmensdaten wird nicht nur für mehr Sicherheit gesorgt, sondern es können auch Kosten vermieden werden gegenüber der bisherigen Lagerung und Verwaltung der herkömmlichen Papierakten. Im Einzelnen sind folgende Faktoren zu nennen:
- Effizienzsteigerung aufgrund der Standardisierung der Abläufe
- Zeitersparnis durch die Automatisierung der Bearbeitung für Ablage und Suche
- Kostenersparnis durch geringeren Personalbedarf
- Zeitnahe Informationen durch schnelleren Datenzugriff
- Rationalisierungseffekt durch kürzere Durchlaufzeiten
- Einsparung von Raummieten für Lager- und Archivflächen durch geringeren Raumbedarf
- Entfall von Investitionskosten für Lager-, Regal- und Archiveinrichtungen
- Wegfall von Entsorgungskosten für die nicht mehr aufbewahrungspflichtigen Akten
Durch das Outsourcing der elektronischen Archivierung an spezialisierte Dienstleistungsunternehmen wäre ebenfalls eine Kostenersparnis möglich, da nicht jedes Unternehmen über Fachkräfte für die digitale Archivierung verfügt. Vorteile hierbei sind die professionelle Verarbeitung durch geschultes Fachpersonal, keine eigenen Investitionen in Hard- und Software, der Wegfall von Wartungskosten und die garantierte Verarbeitung ohne Ausfallrisiken oder unkalkulierte Personalmehrkosten.
5.3 Historische Archive
Wie bereits in der Einleitung dargestellt, gibt es Archive schon seit sehr langer Zeit. "Beim Brand von Alexandria fiel die damals weltgrößte Bibliothek der Antike den Flammen zum Opfer, und mit ihr ein Teil des kulturellen Erbes. Seither wurde Papyrus von Pergament, Papier, Vinyl, Fotografie, Film und anderen analogen Datenträgern abgelöst. Mit der Digitalisierung schliesslich scheint das Wissen heute so zugänglich wie noch nie; doch auch modernen Medien sind fragil und vergänglich." [13]
Darum sind historische Archive auch heute in der Regel noch Papier-Archive, da der weitaus größte Teil des Archivgutes aus alten Dokumenten besteht. Die Nutzung des gesammelten Archivgutes erfolgt persönlich im Lesesaal und eine Recherche zwischen Ordnern und Karteikästen ist noch in weiten Teilen üblich. Natürlich wird mittlerweile auch manches alte Dokument digitalisiert, um eine online-Nutzung von Archivgut zu ermöglichen, dies ist jedoch nicht für den gesamten Archivbestand möglich. Wie Andreas Hanacek ausführlich auflistet, gibt es in Deutschland;
- staatliche und private Archive
- kirchliche Archive
- Wirtschaftsarchive
- Militärarchive
- Spezialarchive[14]
Davon unterscheiden sich jedoch die in den Unternehmen befindlichen Archive, die Firmenunterlagen verwahren, die im Geschäftsgang entstanden sind und die zur Erledigung der laufenden Geschäfte nicht mehr benötigt werden, aber von bleibendem Wert sind oder aus rechtlichen Gründen aufbewahrt werden müssen: sie sind daher vor einem Verlust, einer eventuellen Veränderung oder einem unberechtigtem Zugriff geschützt zu archivieren.
Hier ist es im Zuge der EDV-gestützten Unternehmensführung heutzutage Standard, die digitale Archivierung vorzunehmen; sie gewährleistet Sicherheit vor Verlust und Veränderung und einen schnellen Zugriff auf die archivierten Daten. Die elektronische Archivierung soll also die Daten dauerhaft sichern und sie jederzeit nutzbar machen.
5.4 Herausforderungen bei elektronischen Archivierungssystemen
Im Gegensatz zu klassischen Archivobjekten wie Büchern, Zeitschriften etc. sind elektronische Unternehmensdaten völlig frei im Format. Man unterscheidet daher in[15]
- Strukturierte Information: Das sind Daten, die in einem standardisierten Layout aus datenbankbasierenden Systemen bereitgestellt werden (z.B. formatierte Datensätze aus einer Datenbank). Ist also das semantische Konzept des Datenbankschemas bekannt, kann eine klare Zuordnung von Daten zu Meta-Information stattfinden. Bezogen auf Adressdaten könnten aus einem Datensatz wie "Max Mustermann, Musterdorf 99999, Blau-Straße 7" die Informationen Vorname, Nachname, Stadt, Postleitzahl, Strasse, Hausnummer eindeutig ermittelt werden.
- Schwach strukturierte Information: Hier handelt es sich um Informationen und Dokumente, die zum Teil Layout und Meta-Daten mit sich tragen, jedoch nicht standardisiert sind (z.B. Textverarbeitungsdateien). Bezogen auf das obige Beispiel, könnten die Adressdaten als Text erkannt werden. Dass es sich um eine Adresse handelt, ist ggf. noch ersichtlich, dabei handelt es sich aber um eine Interpretation und keine Tatsache.
- Unstrukturierte Information: Das sind beliebige Informationsobjekte, deren Inhalt nicht direkt erschlossen werden kann und die nicht eine Trennung von Inhalt, Layout und Metadaten besitzen (Bilder, GIF`s, Video, Sprache, Faksimiles etc.). Hier sind die Daten alleinstehend: z.B. mehrere Bilddateien, die Screenshots für eine Benutzeranleitung enthalten. Dass es sich hierbei um einen zusammenhängenden Inhalt handelt, ist nicht aus den Daten ersichtlich.
Im Allgemeinen bilden die unstrukturierten Informationen den Großteil aller elektronischen Daten; im Unternehmen ist dieser Anteil in der Regel geringer - zum Beispiel durch den Einsatz von datenbankbasierenden ERP-Systemen. Den größten Anteil an elektronischen Unternehmensdaten bilden aber die "Schwach strukturierten Informationen": hier sind vor allem Textdokumente, Tabellenkalkulationen, Präsentationen etc. zu nennen. Ein weiterer sehr großer Anteil entfällt auf die elektronische Kommunikation (E-Mail), die ebenfalls in den Bereich der schwach strukturierten Informationen fällt.
6 Anforderungen an Archivierungssysteme
6.1 Skalierbarkeit
Im Bereich der Archivierung von elektronischen Unternehmensdaten ist die Skalierbarkeit eine Grundvoraussetzung. Hintergrund ist die Anforderung, mit den stetig wachsenden Datenmengen Schritt halten zu können. In einer von EMC beauftragten Studie die von IDC durchgeführt wurde [16] ist das jährliche Datenwachstum in der digitalen Welt untersucht worden.
Quelle: vgl. IDC Studie "The Diverse and Exploding Digital Universe"[16]
Wie der Grafik zu entnehmen ist, wächst das Datenvolumen nicht linear sondern exponentiell. Mit dem allgemeinen Datenwachstum wächst auch stetig der Anteil von Daten die archiviert werden müssen. Aus Unternehmenssicht ist es nicht sinnvoll, heute bereits ein Archivierungssystem aufzubauen, das alle zukünftig zu archivierenden Daten aufnehmen kann. Das Vorhaben wäre aus ökonomischer Sicht nicht empfehlenswert, weil:
- die Kosten pro Speicherplatzeinheit, unabhängig vom Medium, stetig fallen.
- die Vorhersage des zukünftig benötigten Speicherplatzes immer nur eine Annahme sein kann und daher immer eine Unter- oder Überdimensionierung vorliegt deren Beseitigung dann weitere Kosten verursacht.
Das Archivierungssystem sollte also genau so dimensioniert sein, dass jederzeit Daten darin abgelegt werden können aber es nie zu überhöhten Leerkapazitäten kommt. Ein weiterer Punkt sind die durch die Erweiterung des Archivierungssystems entstehenden Kosten durch Ausfall bzw. Nicht-Verfügbarkeit des Systems und natürlich Kosten durch den Betrieb des Systems selbst z.B. Energiekosten, Serviceverträge etc.
6.2 Revisionssicherheit
Der Begriff der Revisionssicherheit ist nicht in den Gesetzestexten zu finden. Geprägt wurde er durch die in dieser Arbeit unter Punkt 6.2.1 wiedergegebenen Merksätze des Verbandes Organisations- und Informationssysteme (VOI) [17] und ist angelehnt an die "Interne Revision" die im Unternehmen dazu dient,
- die Einhaltung von Prozessen, Gesetzten und Verordnungen sicherzustellen und dadurch die Verantwortlichen Personen im Unternehmen (Geschäftsführer) zu entlasten.
- als Kontrollinstanz sollen potentielle Betrüger im eigenen Unternehmen abzuschrecken.
- Transparenz zu schaffen, so dass Entscheider auf valide Informationen zurückgreifen können.
Die revisionssichere Archivierung von Daten ist also die Archivierung von Daten im Sinne und nach den Vorgaben der internen Revision.
Anhand der Beschreibung der Revisionssicherheit lässt sich bereits erkennen, dass es sich hierbei nicht um ein rein technologisches Thema handelt. Oft werden Speichermedien von Herstellern als „revisionssicher“ bezeichnet: damit ist in der Regel die Möglichkeit gemeint, ein Medium einmal zu beschreiben und beliebig oft zu lesen. Hier sind beispielsweise die später im Detail beschriebenen WORM (Write Once, Read Many) Medien zu nennen. Diese Technologien können eine revisionssichere Speicherung nur unterstützen, jedoch nicht sicherstellen.
6.2.1 Merksätze zur revisionssicheren elektronischen Archivierung
Die folgenden zehn Merksätze zur revisionssicheren elektronischen Archivierung stammen vom VOI. [17]
In die Merksätze flossen die Inhalte des HGB's (§ 239 und § 257), der AO (§§ 146 - 147) und der GoBS ein; sie fassen die einzelnen Aspekte der Archivierung hervorragend zusammen:
- Jedes Dokument muss nach Maßgabe der rechtlichen und organisationsinternen Anforderungen ordnungsgemäß aufbewahrt werden
Dieser Merksatz beschreibt das übergreifende Ziel jeder Archivierung: die verlässliche und rechtskonforme Aufbewahrung von Dokumenten in geregelter Weise. Er betont, dass die konkrete Ausgestaltung einer Archivierungslösung immer auch von den speziellen Anforderungen der jeweiligen Einsatzumgebung abhängt. Diese Anforderungen ergeben sich aus gesetzlichen und sonstigen rechtlichen Vorschriften wie auch aus den Regeln, die sich der Betreiber selbst gegeben hat.
- Die Archivierung hat vollständig zu erfolgen: kein Dokument darf auf dem Weg ins Archiv oder im Archiv selbst verloren gehen
Dieser Merksatz zielt darauf ab, dass alle benötigten Dokumente vollständig erfasst und im Archiv abgelegt werden müssen. Nur so können gesetzliche Dokumentationsanforderungen erfüllt und Vorgänge später lückenlos nachvollzogen werden.
- Jedes Dokument ist zum organisatorisch frühestmöglichen Zeitpunkt zu archivieren
Dieser Merksatz entspricht zum einen dem Prinzip der zeitnahen Verarbeitung und Ablage von Dokumenten. Zum andern gewährleistet ein elektronisches Archivsystem die Vollständigkeit, Integrität und Verfügbarkeit der Dokumente in der Regel auf einem deutlich höheren Sicherheitsniveau im Vergleich zu den anderen Prozessschritten der Dokumentenerfassung und -bearbeitung. Daher empfiehlt sich eine möglichst frühe Archivierung.
- Jedes Dokument muss mit seinem Original übereinstimmen und unveränderbar archiviert werden
Dieser Merksatz spiegelt die Forderung wider, dass ein archiviertes Dokument dem Original zu jedem Zeitpunkt in beweissicherer Art entsprechen muss. Je nach Dokumentenart und Einsatzzweck kann es sich dabei um eine inhaltliche Identität oder aber um eine bildliche Übereinstimmung mit einem Papieroriginal oder einem elektronischen Originaldokument handeln.
- Jedes Dokument darf nur von entsprechend berechtigten Benutzern eingesehen werden
Dieser Merksatz dient dem Schutz vertraulicher Informationen (Geschäftsgeheimnisse) sowie der Einhaltung der Vorschriften zum Schutz personenbezogener Daten (Datenschutz). Zu diesem Zweck ist ein entsprechendes Berechtigungskonzept umzusetzen.
- Jedes Dokument muss in angemessener Zeit wiedergefunden und reproduziert werden können
Dieser Merksatz bezieht sich auf das Verfügbarmachen archivierter Dokumente in angemessener Zeit. Die maximal tolerierbare Zeit für Suche und Reproduktion leitet sich sowohl aus dem jeweiligen Stand der Informationstechnologie ab, als auch aus dem Kontext, in dem das Dokument bereitgestellt werden soll.
- Jedes Dokument darf frühestens nach Ablauf seiner Aufbewahrungsfrist vernichtet, d.h. aus dem Archiv gelöscht werden
Dieser Merksatz fordert die Verfügbarkeit der Dokumente während des gesamten Aufbewahrungszeitraums. Der tatsächliche Zeitpunkt der Löschung abgelaufener Dokumente ergibt sich dann aus rechtlichen Vorschriften (wie z.B. Datenschutz) und aus technisch-organisatorischen Erwägungen (Minimierung des Aufwands).
- Jede ändernde Aktion im elektronischen Archivsystem muss für Berechtigte nachvollziehbar protokolliert werden
Dieser Merksatz entspricht dem „ Radierverbot “ in der Buchführung. Er fordert, dass nachträgliche Änderungen erkennbar sind und dass der ursprüngliche Zustand während der gesamten Aufbewahrungszeit ermittelt werden kann.
- Das gesamte organisatorische und technische Verfahren der Archivierung kann von einem sachverständigen Dritten jederzeit geprüft werden
Dieser Merksatz zielt auf den Nachweis, dass die Archivierungslösung beim jeweiligen Betreiber tatsächlich im Sinne all dieser Merksätze im Einsatz ist. Für diesen Nachweis ist einerseits eine Verfahrensdokumentation unverzichtbar, andererseits muss stets der ordnungsmäßig laufende Betrieb überprüfbar sein (z.B. anhand von Systemprotokollen).
- Bei allen Migrationen und Änderungen am Archivsystem muss die Einhaltung aller zuvor aufgeführten Grundsätze sichergestellt sein
Dieser Merksatz resultiert daraus, dass die Innovationszyklen, der im Archivsystem eingesetzten Hard- und Software, meist sehr viel kürzer sind als die Aufbewahrungszeiten der Dokumente. Während der Aufbewahrungszeit kommt es also praktisch immer zu Änderungen am Archivsystem (vom Austausch einzelner Geräte bis hin zur Migration des kompletten Archivbestands in ein vollkommen anderes technisches System). Bei derartigen Migrationsmaßnahmen müssen sämtliche aufgeführten Grundsätze beachtet werden. Insbesondere sind die Änderungen und Maßnahmen der Migration sorgfältig zu dokumentieren, so dass deren Ordnungsmäßigkeit während der Aufbewahrungsfrist der migrierten Dokumente überprüfbar ist.
6.2.2 Elektronische Signaturen
Die digitale oder elektronische Signatur ist das Gegenstück zu einer eigenhändigen Unterschrift auf einem Dokument und sie ist in einem eigenen Gesetz geregelt, dem SigG. Dort ist im § 2. Nr 1 der Begriff wie folgt definiert: „ Elektronische Signaturen sind Daten in elektronischer Form, die anderen elektronischen Daten beigefügt oder logisch mit ihnen verknüpft sind und die zur Authentifizierung dienen. “ [18] Durch eine elektronische Signatur werden die digitalen Daten sicher geschützt vor Veränderungen, weil sie gegenüber dem Original einfach nachzuweisen sind. Mit Hilfe von kryptographischen Verfahren macht die elektronische Signatur jede Manipulation oder Verfälschung an den Originaldaten für den Empfänger sofort erkennbar.[19]
Anforderungen an in SigG definierten Signaturarten:
- allgemeine elektronische Signaturen (§ 2 Nr. 1 SigG):
Für einfache elektronische Signaturen sind keine Anforderungen bezüglich ihrer Sicherheit oder Fälschungssicherheit definiert, so dass diese Signaturen nur einen sehr geringen Beweiswert haben. [19]
- fortgeschrittene elektronische Signaturen (§ 2 Nr. 2 SigG):
Fortgeschrittene elektronische Signaturen verfügen grundsätzlich über einen etwas höheren Beweiswert [19] wie z. B.; Sie müssen eine Manipulation der Daten erkennbar machen, sich eindeutig einer natürlichen Person mittels elektronischen Zertifikats zuordnen lassen und ermöglichen, dass nur diese Person die erforderlichen Mittel zur Signaturerzeugung unter ihrer alleinigen Kontrolle halten kann.[19]
- qualifizierte elektronische Signaturen (§ 2 Nr. 3 SigG):
Eine qualifizierte Signatur stellt die höchste Qualitätsstufe dar und ist vom Gesetz her bis auf wenige Ausnahmen (z.B. Familien- und Erbrecht) der eigenhändigen Unterschrift gleichzusetzen. [20] Im BGB werden ebenfalls Anforderungen an die elektronische Signatur gestellt, wie beispielsweise im § 126 a und im § 127 b. Um eine Gleichstellung von Schriftform und elektronischer Form zu erreichen, muss die "qualifizierte elektronische Signatur" verwendet werden.
Die elektronische Signatur muss die Unverändertheit der Nachricht gewährleisten und die Authentizität des Unterzeichners: das heißt, die enthaltene Information wurde nach dem Versand nicht verändert und der Verfasser hat die Nachricht bzw. das Dokument übersandt.
Digitale Signaturen werden zu unterschiedlichen Zwecken eingesetzt, u.a.
- zum Nachweis der Integrität von Dateien,
- zur Beglaubigung der Authentizität von kryptographischen Schlüsseln oder elektronischen Dokumenten sowie
- zur Authentisierung.[21]
Digitale Signaturen sind unbedingt erforderlich, wenn elektronische Dokumente wirklich beweissicher und revisionssicher archiviert werden müssen.
Die Lebensdauer der digitalen Signatur gelten nach Ablauf von ca. 5 Jahren als veraltet, da Ihre Aussagekraft nachlässt. [21]
6.3 Datensicherheit
Datensicherheit in der elektronischen Archivierung kann in einem Unternehmen nur dann - und auf Dauer - gewährleistet werden, wenn folgende Kriterien bekannt sind:
- Was ist zu sichern ?
- Wogegen ist es zu sichern?
- Wie lange ist es zu sichern?
- In welcher Art und Weise erfolgt die Sicherung?
Nach den GoBS sind die Software, die Tabellen und Stammdaten zu sichern, die Bewegungsdaten sowie die sonstigen Aufzeichnungen.
Die elektronische Archivierung muss demnach die Unveränderbarkeit des Datenbestandes gewährleisten, den Schutz von sensiblen Daten, die Sicherung vor Verlust und Schutz gegen unberechtigte Veränderungen. Auch gegen eine eventuelle Unlesbarkeit von Datenträgern ist eine Sicherung notwendig.
Wie lange die Daten gesichert aufbewahrt werden müssen, hängt von der Dauer der vorgegebenen Aufbewahrungsfrist der zu speichernden Dokumente ab und ist (z.B. für buchhalterisch relevante Informationen) zumindest für die Dauer der gesetzlichen Aufbewahrungsfrist zu sichern. Aus unternehmensinternen Gründen kann es sinnvoll sein, für spezielle Informationen eine längere Aufbewahrungsdauer vorzusehen.
Wichtig für den Schutz der elektronisch archivierten Daten ist eine Protokollierung im Archivsystem, die es ermöglicht, alle Vorgänge nachvollziehbar zu machen. [22], wie z. B.
- Vertraulichkeits- bzw. Integritätsverlust von Daten durch Fehlverhalten der IT-Benutzer,
- fehlerhafte Administration von Zugangs- und Zugriffsrechten,
- Ausschalten des Servers im laufenden Betrieb,
- Verstoß gegen rechtliche Rahmenbedingungen beim Einsatz von Archivsystemen,
- defekte Datenträger,
- Verlust gespeicherter Daten,
- Datenverlust bei erschöpftem Speichermedium,
- Manipulation an Daten oder Software,
- unberechtigtes Kopieren der Datenträger,
- Manipulation eines Kryptomoduls,
- Kompromittierung kryptographischer Schlüssel und
- unberechtigtes Überschreiben oder Löschen von Archivmedien.[22]
In welcher Art und Weise die Sicherung der in der elektronischen Archivierung erfassten Informationen erfolgen kann, sollte vom Unternehmen aufgrund der vorher gestellten Anforderungen in einem Datensicherheitskonzept festgelegt werden. Hierbei können auch die Vorgaben des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) helfen, die in den "IT-Grundschutz-Katalogen" [23] enthalten sind.
6.3.1 Zugriffsschutz
Wie bereits einleitend dargestellt, muss das zur elektronischen Archivierung eingesetzte System diverse Anforderungen erfüllen. Eine äußerst wichtige Forderung ist der Schutz gegen unberechtigte Veränderungen durch eine wirksame Zugriffs- und/oder Zugangskontrolle. Nur vom Unternehmen dazu berechtigte Mitarbeiter haben demnach die Berechtigung, gemäß ihrem Aufgabengebiet auf die gespeicherten Informationen und Programme zuzugreifen. Weiterhin sind die Räume, in denen sich das elektronische Archiv befindet, gegen unbefugten Zutritt zu sichern. Diese Zugriffs-/Zugangssicherung sollte auf der Grundlage eines vorgegebenen Berechtigungskonzepts erfolgen. Es muss vom Unternehmen in jedem Fall sichergestellt werden, dass ausschließlich die dafür benannten Mitarbeiter die ihnen zugewiesenen Tätigkeiten und Rechte ausüben können
6.3.2 Authentizität
Die Authentizität der elektronischen Archivierung bzw. des eingesetzten Archivierungssystems ist dann gegeben, wenn die archivierten Dokumente über eine eindeutige Verbindung zu den dazugehörigen geschäftlichen Vorfällen verfügen.
Eine der dazu notwendigen Anforderungen ist das nachträglich nicht änderbare Format und die elektronische Speicherung der Dokumente als vollständige Akte. Ein nachträgliches Manipulieren (d.h. die Löschung vorhandener Informationen oder das Hinzufügen neuer Unterlagen) darf nicht möglich sein - ebenso wie das unrechtmäßige Löschen des gesamten Dokumentes oder das Löschen vor dem Ablauf der gewollten Aufbewahrungsfrist. Ebenso muss eine logische Ordnung innerhalb des gespeicherten Geschäftsvorfalles gewährleistet sein, so dass der Entstehungs- und Bearbeitungszusammenhang klar erkennbar ist und bleibt. Dies kann bei der Bearbeitung durch die Angabe von Bearbeitungsdatum, dem jeweiligen Bearbeitername usw. sichtbar gemacht werden.
Für die Authentizität der elektronischen Daten bei der Übergabe in das Archiv ist die abgebende Stelle zuständig. Eine Dokumentation über die technische und inhaltliche Entwicklung der Daten nach Übernahme ins Archiv ist notwendig. [24]
7 Hardware
7.1 Gegenwärtige Technologien
Im folgenden werden werden die heute gängigen Speichertechnologien beschrieben, die in Archivierungssystemen eingesetzt werden. Viele der genutzten Medien sind heute auch im privaten Bereich anzutreffen, sie unterscheiden sich jedoch teilweise in den verarbeiteten Medien, um den höheren professionellen Qualitätsansprüchen gerecht zu werden.
7.1.1 Optische Speichermedien
7.1.1.1 CD - Compact Disc
Die CD-ROM (auch als CDROM bezeichnet) geht auf die Entwicklung von Phillips und Sony zurück. Die erste CD-ROM wurde bereits 1979 auf einer Messe in Tokio vorgestellt. Entwickelt wurde die CD-ROM zur Speicherung und Verteilung von digitaler Musik. Die erste Generation kam mit einem Speichervolumen von 650 MB bzw. 74 Minuten Spiellänge auf den Markt. Heute sind Volumen bis 900 MB möglich, wobei hierbei streng genommen der Standard verletzt wird und die entsprechenden Laufwerke diese nur aufgrund der eingebauten Toleranzen und Fehlerkorrekturen lesen können.
CD-ROM Medien sind - wie der Name bereits ausdrückt - als "Read-Only Memory" konzipiert worden: also nur Lese Speicher. CD-ROMs wurden in den Anfangsjahren nur industriell in sog. Presswerken hergestellt, ähnlich den bis dahin dominierenden Schallplatten im Musikbereich. Für den EDV Sektor wurde die CD-ROM erst mit der Einführung der CD-R (Compact Disc - Recordable) interessant. Diese 1994 vorgestellte Weiterentwicklung der CD-ROM konnte nun mit vergleichbar geringem Aufwand selbst beschrieben werden.
Sowohl CD-ROM als auch die CD-R (ebenso wie die wieder beschreibbare CD-RW) basieren auf der Umsetzung optischer Reflexionseigenschaften in elektrische Signale und damit digitale Daten. Da die CD-ROM im Bereich der Archivierung keine Rolle spielt, wird hier nur der Aufbau der CD-R, wobei sich die Medien nur in Einzelheiten unterscheiden, was auch an der Laufwerkskompatibilität zu erkennen ist.
Quelle: Wikipedia.de: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:CD_Prinzip.png&filetimestamp=20090123192231
CD-Rs bestehen aus einem Polycarbonat-Kunststoff, auf dem eine von innen nach außen verlaufende Spiralspur aufgebracht ist. In dieser Spiralspur sind "Pits" (Täler) und "Lands" (Ebene Flächen) aufgebracht. Pits und Lands haben unterschiedliche Reflexionseigenschaften. Mit einem Laser wird die Spiralspur abgefahren, der Laserstrahl fällt durch einen halbdurchlässigen Spiegel; abhängig davon ob der Strahl nun auf ein "Pit" oder ein "Land" fällt, wird das Licht reflektiert und durch den nun nicht mehr durchlässigen Spiegel in eine Fotodiode abgelenkt, die aus der optischen einen elektrische Information erzeugt.
Die Pits und Lands werden bei CD-ROM's bereits bei der Produktion eingearbeitet. Bei CD-Rs werden Pits und Lands beim Beschreiben erzeugt, hierzu dient ein Laserstrahl mit veränderter Wellenlänge, der auf eine in den CD-R's enthaltene organische Reflexionsschicht fällt und deren Reflexionseigenschaften verändert. Da für das Beschreiben einer CD-R andere Anforderungen an den Laser gestellt werden, sind hierzu spezielle CD-Rekorder ("Brenner") nötig. Heute gibt es reine CD-Laufwerke, die nur CDs lesen können, praktisch nicht mehr. In der Regel werden Kombi-Laufwerke eingesetzt, die sowohl lesen als auch schreiben können. Dabei werden dann häufig auch noch weitere Formate wie DVD's unterstützt (s.u.).
Neben der Polycarbonatschicht, die in erster Linie für die Stabilität der CD sorgt und die Spiralspur enthält, wird weiterhin ein Reflexionsmedium und die organische Schicht zu Veränderung der Reflexionseigenschaften benötigt. Auf der Reflexionsschicht wird häufig Aluminium und seltener Edelmetalle wie z.B. Gold eingesetzt. Die höherwertigen Metalle sollen der Oxidation vorbeugen und so eine längere Lesbarkeit gewährleisten. Der organische Farbstoff ist ebenfalls sehr empfindlich gegenüber Sonneneinstrahlung, Temperaturschwankungen und hoher Luftfeuchtigkeit. In der Vergangenheit wurde eine ganze Reihe von Farbstoffen entwickelt, um eine höhere Haltbarkeit zu erreichen. Heute am Markt relevant sind nur noch die folgenden:
- Cyanin-Farbstoff: Die ersten Generationen von Cyanin-Farbstoffen waren sowohl gegenüber hoher Luftfeuchtigkeit als auch Sonnenbestrahlung recht empfindlich. Durch Änderungen der chemischen Zusammensetzung und Nutzung von Licht-Stabilisatoren können Cyanin-Farbstoffe soweit stabilisiert werden, dass sie für die Archivierung geeignet sind. Man spricht dann von „metallstabilisiertem Cyanin“.
- Azo-Farbstoffe: Metallkomplex-Azo-Farbstoffe sind gegen Licht- und chemische Einwirkungen relativ stabil.
- Phthalocyanin-Farbstoffe: Dieser Farbstoff ist sowohl gegenüber Sonneneinstrahlungen als auch chemisch sehr stabil. Heute hergestellte CD-R werden zumeist mit diesen Phthalocyanin-Farbstoffen hergestellt.
CD-Rs sind in verschiedenen, nachfolgend aufgeführten, Varianten erhältlich. Dabei ist zu beachten das nur die 650 MB/74 Minuten Variante dem ursprünglichen Standard entspricht und in jedem CD Laufwerk lesbar ist.
| Datenvolumen | Spieldauer (Audio) | Kommentar |
| 185 MB | 21 min | Mini-CD, oft für Werbung oder Visitenkarten genutzt. Häufig in unrunder aber dennoch symmetrischer Form |
| 210 MB | 23 min | Mini-CD, oft für Werbung oder Visitenkarten genutzt. Häufig in unrunder aber dennoch symmetrischer Form |
| 550 MB | 63 min | Heute nicht mehr verfügbar |
| 610 MB | 71 min | Heute nicht mehr verfügbar |
| 650 MB | 74 min | Früherer Standard, heute durch die 700 MB Version abgelöst |
| 700 MB | 80 min | Heutiger Standard, kann in praktisch jedem Laufwerk der letzten 5 Jahre gelesen/geschrieben werden |
| 800 MB | 90 min | Häufig anzutreffen und relativ gut von den Laufwerken unterstützt |
| 870 MB | 99 min | Verfügbar, aber Aufgrund von Kompatibilitätsproblem nicht sehr verbreitet |
| 900 MB | 100 min | Verfügbar, aber Aufgrund von Kompatibilitätsproblem nicht sehr verbreitet |
Tabelle 1: Datenvolumen von CDs
Eignung als Archivmedium:
CD-Rs sind aufgrund ihrer einfachen Handhabung gut geeignet um Daten zu speichern. Sie sind robust gebaut und einfach in der Handhabung. Als Archivierungslösung kommen sie aber nur bedingt in Frage, da sie relativ empfindlich auf Umwelteinflüsse reagieren. Das US-amerikanische "National Institute for Standards and Technology" (NIST[25]) hat bereits im Jahr 2004 eine Untersuchung[26] zur Langlebigkeit und Nutzbarkeit von CD/DVD als Archivierungsmedien durchgeführt. Dabei wurden CD/DVDs in Klimakammern einem künstlichen Alterungsprozess ausgesetzt. Bewiesen wurde die große Abhängigkeit vom verwendeten Farbstoff (Dye) in der Aufnahmeschicht. Bei der Auswahl der Medien ist also auf einen hochwertigen Farbstoff zu achten; desweiteren sollten CDs, nachdem sie erstellt wurden, auf ihre Qualität hin überprüft werden. Hierzu gibt es spezielle Programme wie z.B. die PlexTools[27]des Herstellers Plextor.
7.1.1.2 DVD - Digital Versatile Disc
Die Bezeichnung DVD stand in der Vergangenheit für "Digital Video Disc". Mit dem Einsatz in immer weiteren Bereichen, insbesondere in der EDV wurde der Begriff "Digital Versatile Disc[28]" (Versatile = Vielseitig) eingeführt. Die DVD ist der direkte Nachfolger der CD. Klassische CD-Laufwerke können die neuen Medien jedoch nicht lesen. Die Medien unterscheiden sich im physikalischen Aufbau voneinander. Die DVD verfügt gegenüber der CD über einen integrierten Kopierschutz. Dieser ist aber nur für industriell hergestellte DVDs nutzbar. Die Technik geht zurück auf die Motivation, eine Ablösung für die VHS-Videokassette zu finden und wurde von der Film- / Musikindustrie vorangetrieben.
Der Aufbau entspricht dem der CD, ein Polycarbonat-Kunststoff bildet das Grundgerüst der Disk. Die eingelassene Spiralspur ist jedoch deutlich enger aufgebaut. Weiterhin ist eine Reflexionsschicht sowie ein organischer Farbstoff zur Informationsabbildung vorhanden. Die DVD ist aber in allen Bereichen "enger" gebaut und kann daher wesentlich mehr Informationen (4,7GB) aufnehmen.
In der folgenden Tabelle werden die Physikalischen Eigenschaften der CD und DVD gegenübergestellt.
| CD | DVD | |
| Pits-Länge | 0,83 bis 3,05 µm | 0,63 bis 2,50 µm |
| Breite der Pits | 0,5 µm | 0,2 µm |
| Spiralspurlänge | ca. 6 Kilometer | ca. 35 Kilometer |
| Spurweite | 1,6 µm | 0,74 µm |
| Wellenlänge des Abtastlasers | 780 nm (Infrarotbereich also nicht sichtbar) | 650 nm (Rotes Licht) |
| Durchmesser des Laserpunkts | 2,1 µm | 1,3 µm |
Tabelle 2: Gegenüberstellung CD / DVD, vgl. [29]
Eignung als Archivmedium:
Die bereits erwähnte Studie des "National Institute of Standards and Technology"[25] findet auch Anwendung bei DVD Medien. Die Haltbarkeit von DVD-Medien ist ebenfalls stark abhängig vom verwendeten organischen Farbstoff; seine Resistenz gegen Umwelteinflüsse bedingt die Haltbarkeit des Mediums, auch hier ist vor der Einlagerung der Medien eine Qualitätsprüfung erforderlich (vgl. PlexTools[27]). Es gibt bereits Hersteller die DVDs für den Zweck der Archivierung produzieren und dabei auch hochwertige Verarbeitung großen Wert legen.
7.1.1.3 BD - Blu-Ray Disc
Die Blu-Ray Disc (BD) ist der Nachfolger der DVD. Nachdem zu Beginn des Jahres 2008 das Konkurrenzformat HD-DVD eingestellt wurde, ist die BD im Bereich des HD-Films zum Standard avanciert. Die Bezeichnung Blu-Ray stammt vom englischen "Blue Ray" (heißt übersetzt "Blauer Strahl) und ist angelehnt an den 405 nm-Laserstrahl, der zum Auslesen der Disk genutzt wird (Licht im 405 nm-Spektrum erscheint blau-violett)
Bereits wie bei den Vorgängern CD und DVD gibt es auch von der BD eine -R also "Recordable"-Variante. Die Medien bieten bis zu 50 GB Speicherplatz, sind aber derzeit noch deutlich teurer als DVD Medien, bezogen auf den Preis pro Gigabyte. Die Technologie ist auch noch nicht so ausgereift wie bei CDs oder DVDs.
Ähnlich der Evolution von CD zu DVD ist auch der Schritt DVD zu BD durch die Komprimierung der Datenstrukturen auf dem Medium geprägt. Der genutzte Laserstrahl etwa ist nun auf einen Durchmesser von 0,6 µm (gegenüner 1,3µm bei der DVD und 2.1 µm bei der CD) geschrumpft. Aber auch die Datenschicht ist näher an die Oberfläche der Disc gerückt: nur 0,1 mm Polycarbonat-Kunststoffschicht schützen den Farbstoff, der die Informationen enthält. Die ersten BDs wurden daher in einem Cartridge ausgeliefert, mit Einführung der "Durabis"- Beschichtung war dies aber nicht mehr nötig. Die "Durabis" genannte Beschichtung ist wesentlich härter als das bis dato genutzte Polycarbonat. In der ersten Generation der BD-R werden nun anorganische Farbstoffe genutzt, die durch Wärmeeinwirkung ihre amorphe in eine kristalline Struktur ändern. In letzter Zeit kündigen aber mehr und mehr Hersteller an, wieder zu organischen Farbstoffen zu wechseln, nicht zu letzt weil die organischen Farbstoffe eine andere Fertigungstechnik erfordern, die denen der CD und DVD Produktionsanlagen entspricht. Ebenso wie bei der DVD-R DL (Double Layer/Dual Layer) kann die BD aus mehreren Layern aufgebaut sein. Durch Änderung der Wellenlänge des Lasers können diese tieferen Schichten ausgelesen bzw. beschrieben werden.
Eignung als Archivmedium
Wie bei allen zuvor genannten optischen Medien ist die Qualität der Farbstoffe entscheidend. Für die Blu-ray Disc spricht die inzwischen große Erfahrung der Hersteller mit optischen Medien. Dagegen spricht, dass die BD-Technologie noch sehr jung und daher wenig erprobt ist.
7.1.1.4 UDO - Ultra Density Optical
Die UDO-Discs sind eine Technologie der Firma Plasmon und wird als Nachfolgetechnologie der MO-Disk (s.u.) gehandelt. Die Disc ist für den professionellen Einsatz in Archivierungssystemen konzipiert. Die Aufzeichnungstechnologie ähnelt der Blu-Ray Disc, es wird ebenfalls ein Laser mit 405 nm eingesetzt.
Die eigentlichen Medien sind in Cartridges, also festen Hüllen, untergebracht, mit denen sie ins Laufwerk eingelegt und erst dort geöffnet werden. Dies reduziert den Einfluss von Umweltfaktoren auf die Medien. Außerdem sind sie so einfacher in Disk-Libraries zu nutzen. Die Optik des verwendeten Lasers sowie das Aufzeichnugnsverfahren unterscheiden sich von der Blu-Ray Disk in der Hinsicht, dass die Abstände der Informationsheinheiten wieder etwas größer sind, daher können auf einer UDO-Disc nur 15 GB gegenüber den 25 GB einer Blu-Ray Disc gespeichert werden. Die UDO-Disc wird aber immer mit zwei Datenschichten produziert, auf jeder Seite der Disc eine. Sie können dann also gewendet werden, wobei die modernen Laufwerke mit Lasern und Optiken auf beiden Seite des Laufwerks ausgerüstet sind und das Umdrehen der Discs nicht nötig ist.
Eignung als Archivmedium
Da UDO-Medien speziell für Archivierungssysteme entwickelt wurden, sind sie für diese auch optimal einsetzbar. Aufgrund der Zielgruppe im Profibereich können hochwertige Materialen verwendet werden, die das Problem der Umwelteinflüsse minimieren. Die damit steigenden Kosten werden von Firmen aufgrund der erhöhten Sicherheit in Kauf genommen. Weiter sind die Medien durch die Unterbringung in Cartridges noch einmal gegen physische Beschädigungen geschützt. Die Cartridges sind dabei in den gleichen Abmessungen wie die der MO-Medien aufgebaut. Dadurch ist die einfache Aufrüstung von Disc-Libraries möglich, die bisher mit MO-Medien betrieben wurden; neben den Medien müssen dann auch die Laufwerke ausgewechselt werden. Die Medien bzw. Laufwerke von MO und UDO sind nicht zueinander kompatibel. Zusammenfassend sind die UDO Medien also die optimalen Medien zur Archivierung im Bereich der optischen Speichermedien.
7.1.2 Magneto-optische Speichermedien
7.1.2.1 MO - Magneto Optical Disk
Die sog. MO-Medien waren die ersten für die professionelle Archivierung zugeschnittenen Datenspeicher. Im Vergleich zu den optischen Medien wie CD, DVD, Blu-Ray und UDO werden beim MO-Medium die Daten magnetisch auf das Medium aufgebracht und über ein optisches verfahren (das wieder dem der optischen Medien ähnlich ist) ausgelesen. In der neuesten Generation fassen die Medien bis zu 16,7 GB.
Die Medien entsprechen in Form und Aussehen am ehesten den UDO-Medien, da sie ebenfalls in einem Cartridge geschützt werden. Die Medien besitzen allerdings statt eines Farbstoffes, der unter Einwirkung eines Lasers seine Reflexionseigenschaften ändert, eine spezielle metallische Legierung. Diese wird ebenfalls durch einen Laser erhitzt, dabei aber einem magnetischen Feld ausgesetzt (vgl. Curie-Temperatur). Nach Abkühlung bleibt diese Stelle der Metalllegierung dann magnetisch und übt (dem magneto-optischen Kerr-Effekt folgend) einen Einfluss auf das einfallende Lichtstrahl aus. Diese Änderung am reflektierten Licht wird beim optischen Auslesen der Medien dann interpretiert.
Eignung als Archivmedium
Die MO-Medien als Vorläufer der UDO-Medien sind ebenfalls für den professionellen Einsatz konzipiert und entwickelt worden. Sie werden im Cartidge betrieben und sind aufgrund Ihrer magneto-optischen Aufnahmetechnik weniger anfällig gegen Umwelteinflüsse und sind wie die UDO-Medien in einer Library einsetzbar. Die MO-Medien sind bereits lange verfügbar und haben ihre Eignung als Archivmedium bereits unter Beweis gestellt.
7.1.3 Magnetische Speichermedien
7.1.3.1 Bandspeicher
Bandlaufwerke sind sehr verbreitet im Bereich der Datensicherung. Aufgrund der hohen Kapazitäten (LTO4 bis 800 GB unkomprimiert) und des geringen Preises sowie Langlebigkeit der Medien bieten sich diese Medien dazu an, große Datenmengen zu sichern. Nachteil der Bandspeicher ist der nur sequentiell erfolgende Zugriff und die damit verbundenen sehr hohen Zugriffszeiten. Demgegenüber steht die hohe Schreibgeschwindigkeit.
Eignung als Archivmedium
Betrachtet man die reine Haltbarkeit der Medien, sind diese durchaus für eine Archivierung einsetzbar, weshalb sie auch im Backup-Bereich sehr verbreitet sind. Da in Archivierungssystemen die Inhalte aber potenziell wesentlich öfters wieder gelesen werden, sind Bänder nicht die optimale Lösung. Zum einen sind die langsamen Zugriffszeiten problematisch, wenn Daten wieder benötigt werden. Außerdem werden die Bänder bei jedem Schreib-/Lesevorgang durch den Spulvorgang hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Der Einsatz von Bändern muss also untern den spezifischen Anforderungen des Unternehmens betrachtet werden. Falls die Inhalte der Archivierungssystems nur in Ausnahmefällen (polizeiliche Ermittlungen, Unfälle etc.) benötigt werden und dieses als eher unwahrscheinlich eingestuft wird, können Bänder eine Lösung sein. In einem hoch frequentierten Archivsystem, in dem täglich Belege gesucht und ausgelesen werden, sind Bänder nicht geeignet.
7.1.3.2 Festplatten
Festplatten sind heute in praktisch allen Computersystemen die primären Speichermedien. Durch die hohen Transferraten, großen Speicherkapazitäten und schnellen Zugriffszeiten sind sie dafür sehr gut geeignet. In Festplatten werden die Informationen auf einzelnen Scheiben aufgebracht, der Schreib-/Lesekopf magnetisiert dabei die Oberfläche der Scheiben. Beim Lesen der Daten wertet der Schreib-/Lesekopf die Magnetfelder, auf den Scheiben aus und wandelt diese wieder in elektrische Signale um.
Eignung als Archivmedium
Festplatten sind aufgrund der unlösbaren Verbindung von Speichermedium und Schreib-/Lese-Einheit keine optimalen Archivmedien. Auch ist der hohe Anteil von mechanischen Komponenten verschleißbedingt sehr fehleranfällig. Einzelne Festplatten sind also als Archivmedium nicht empfehlenswert. Dennoch werden sie in Archivierungssystemen häufig aufgrund Ihrer hohen Performanz eingesetzt. Die Schwächen der Medien werden dann durch Redundanzen aufgefangen (z.B. Raid-Level). In der Regel kommen Festplatten aber nicht als finale Datenablageorte zum Einsatz, sondern dienen im Archivsystem eher zur Datenpufferung - um etwa genug Daten zu sammeln, damit diese dann fortlaufend auf ein anderes Medium (z.B. UDO, MO etc.) geschrieben werden können.
7.2 Zukünftige Technologien
7.2.1 HVD - Holographic Versatile Disk
Holografische Speichermedien sind die Weiterentwicklung der heute gängigen optischen Medien wie CD, DVD und Blu-Ray. Dabei werden die Informationenen nicht mehr auf einem Farbstoff Medium in zweidimensionaler Anordnung untergebracht, sondern es werden kristalline Strukturen genutzt, um die Informationen in räumlichen 3D Strukturen zu speichern. Ein erster holografischer Speicher hat bereits 1999 von sich reden gemacht: das sogenannte Test-ROM, bei dem Informationen auf einem Tesafilm-Streifen gespeichert wurden. Die Technologie hat ab nie Marktreife erreicht.
Zu Beginn dieses Jahres hat Gerneal Electric (GE) bekanntgegeben[30], dass die Forschungsabteilung einen holografischen Speicher mit den Abmessungen einer CD mit einer Speicherkapazität von 500 GB entwickelt hat.
Eine detaillierte Beschreibung der Technologie findet sich auf den Seiten der Uni-Muenster[31]. Vereinfacht dargestellt basiert die Technologie auf dem Einsatz von zwei Lichtquellen bzw. einer Lichtquelle, die aus verschiedenen Winkeln auf das Medium geführt werden. Dieser Schritt war nötig, da die bisherigen optischen Speichermedien an physikalische Grenzen gestoßen sind und deshalb die Informationseinheiten nicht weiter verkleinert bzw. näher aneinander gerückt werden konnten.
Eignung als Archivmedium
Ausgehend von Datenvolumen und Schreib-/Lesegeschwindigkeiten, die für die Medien versprochen werden, scheinen die HVD-Discs das optimale Archivierungsmedium zu sein. Einer der ersten Hersteller, der fertige Produkte anbieten kann, ist die Firma InPhase Technologies. Laut dem Hersteller bieten seine "tapestry"-Produkte[32] eine HVD-Laufwerk sowie Medien mit 300 GB Kapazität und Schreibgeschwindigkeiten von 20 MB/s sowie Leseraten von 160 MB/s. Dabei verspricht der Hersteller eine Haltbarkeit von 50 Jahren. Auf Basis der theoretischen Daten scheint die HVD das optimale Archivierungsmedium zu sein, die Praxis wird zeigen, ob sich diese auch bewahrheitet.
7.2.2 Solid State Discs
Die Solid State Discs (auf deutsch etwa als "Festkörperplatte" zu übersetzen), basieren auf Flash Modulen, wie sie aus USB-Sticks bekannt sind. Die Technologie wird in der Regel als Festplattenersatz gehandelt. Gegenüber Festplatten können SSDs insbesondere durch die sehr geringen Zugriffszeiten ca. 200 μs und sehr hohen Datentransferraten beim Lesen (ca. 250 MB/s) überzeugen: wohingegen beim Schreiben von Daten nur ca. 80 MB/s erreicht werden, die mit heutigen Festplatten vergleichbar sind. Bei der Speicherkapazität liegen die SSDs deutlich hinter Festplatten zurück, die heute am Markt verfügbaren Module fassen max. 128 GB. Der Preis liegt dabei mit >3€/GB ebenfalls deutlich über dem von Festplatten. Festplatten für den Privatgebrauch sind mit SATA-Schnittstelle bereits für unter 0.10 €/GB zu haben, aber auch professionelle Serverlaufwerke mit SAS Schnittstelle sind mit ca. 1 €/GB deutlich günstiger.
Für die SSDs spricht wiederum der sehr geringe Energieverbrauch, der Verzicht auf jegliche Mechanik im Laufwerk sowie die geringe Wärmeentwicklung, die im Rechenzentrum für Kostensenkungen im Bereich der Klimaanlagen sorgt. Die Medien sind sehr robust und geräuschlos: die Lebensdauer wird von den Herstellern mit ca. 5 Jahren angegeben.
Eignung als Archivmedium
Die Medien sind zur Langzeitarchivierung allein aufgrund des hohen Preises nicht geeignet. Die hohen Zugriffszeiten werden bei der Archivierung i.d.R. nicht benötigt und der geringe Speicherplatz je Medium erfordert eine hohe Anzahl der Laufwerke.
Lebensdauer liegt bei ca. 5 Jahren, die maximale Kapazität einer Solid State Disc beträgt heute 128 GB: sie ist für die Langzeitarchivierung daher weniger geeignet.
7.2.3 Millipede Nanospeicher
Millipede (in Deutsch "Tausendfüßler") ist eine Forschungsprojekt[33] von IBM. Das verwendete Prinzip ähnelt der aus der Vergangenheit bekannten Lochkarten Technologie, allerdings basierend auf Nanotechnologie. Einen Überblick der Funktionsweise liefert das auf der Projektseite einsehbare Video[34]. Beeindruckend ist die sehr hoche Speicherdichte von 1 TB/in² (1in = 2,54cm); gering sind allerdings die bisher erreichten Transferraten von ca. 4 MB/s.
Eignung als Archivmedium
Da es derzeit noch keine fertigen Produkte auf Basis der "Millipede"-Projekts gibt, kann über die Eignung als Archivmedium nur spekuliert werden. Die sehr hohe Datendichte macht die Technologie für Archivierungssysteme sehr attraktiv, betrachtet man im Vergleich, dass heutige Festplatten mit einem Vielfachen an Platzbedarf auf etwa 1,5 TB kommen. Die bisher niedrigen Transferraten sollen in Zukunft durch massive Parallelisierung der Schreib-/Leseköpfe verbessert werden. Derzeit gibt es allerdings noch keine Aussagen über die Haltbarkeit der Datenträger. Da es sich bei dem Verfahren teilweise um mechanische Vorgänge handelt (wenn auch auf Nano-Eben stattfindend), ist dies kritisch zu betrachten.
7.2.4 Racetrack Memory
Die "Racetrack Memory"-Technologie stammt ebenfalls aus den IBM Forschungslabors[35] und basiert ebenso wie das "Millipede"-Projekt auf Nanotechnologie. Der Name Racetrack (was auf Deutsch "Rennstrecke" bedeutet) wurde gewählt, weil bei dieser Technologie die Daten wie auf einer Rennstrecke durch einen Nanofaden "rasen". Die Nanofäden werden in Form einer Schlaufe um ein Siliziumplättchen gelegt. Es Bewegen sich Allerdings weder die Fäden noch das Plättchen, sondern die magnetischen Domänen (kleine magnetische Blöcke) innerhalb der Fäden fangen sie an zu wandern, sobald eine äußere Spannung angelegt wird. Jede magnetische Domäne stellt dabei ein Bit dar.
Eignung als Archivmedium
Laut IBM sollen erste Prototypen der Technologie in 10 Jahren erscheinen, was den frühen Status der Forschung unterstreicht. In jedem Fall verspricht auch diese Technologie eine deutliche Steigerung der Speicherdichte sowie Zugriffszeiten im Bereich von Nanosekunden. Da es keine mechanischen Teile gibt, wird erwartet, dass die Medien ebenfalls sehr haltbar und daher auch für die Archivierung geeignet sind.
8 Zukünftige Entwicklung von Archivierungssystemen
Die vorgestellten zukünftigen Archivierungssysteme sowie die identifizierten Anforderungen an die Archivierung im Allgemeinen werden zu einer im weiterhen Modularisierung der Systeme hin zu einzelnen Komponenten führen. Ein Bespiel für diesen Trend ist der schon im Jahr 2003 definierte ISO Standard 14721:2003 der aud dem OAIS[36] Modell des CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems[37]) basiert. Im "OAIS Reference Model" wird ein modulares Archivierungssystem beschrieben. Hierbei ist das Storage System ("Archival Storage") nur ein Modul von vielen. Weitere sind etwa die Bereiche:
- "Ingest" (dt. "Eingang") in dem Inhalte indiziert und Katalogisiert werden sowie Meta-Informationen etwa zur Aufbewahrungsdauer, erfasst.
- "Data Management" hier werden die Inhalte verwaltet, in einer Datenbank werden die Verweise zu den Inhalten (nicht die Inhalte selbst) hinterlegt.
- Das "Access" Modul schließlich bietet ein Read-Only Frontend für Benutzer, die auf archivierte Inhalte zugreifen wollen.
Alle diese Module sollen der Anforderung des OAIS nach über Schnittstellen miteinander kommunizieren, um so austauschbar zu sein.
9 Fazit
Die Anforderungen an die Archivierungssysteme können mit den heute zu Verfügung stehenden Speichersystemen sehr gut abgedeckt werden. Der rasante Anstieg von elektronischen Informationen macht es aber erforderlich, dass die Archivierungssysteme ständig erweitert werden. Die Archivsysteme müssen dazu in der Lage sein, verschiedene Speichersysteme zu bedienen und vor allem auch Inhalte revisionssicher zu migrieren. Es ist wichtig, bereits heute bei der Planung von Archivierungssystemen die Speichersysteme von morgen zu betrachten und Migrationswege zu definieren. Der falsche Weg wäre es, nachdem ein Archivierungssystem seine Kapazitätsgrenze erreicht hat, einfach ein neues System in Betrieb zu nehmen und so über die Jahre eine Reihe von einzelnen Archiv-Inseln zu schaffen.
10 Fußnoten
- ↑ 1,0 1,1 Burkhardt, M. (2009): 2. Was ist ein Archiv?. Aus: Gebrauchsanleitung für Archive, in: historicum.net, Quelle: [1], (19.05.2009, 14:46)
- ↑ Kampffmeyer, U. (2001/2005): Elektronische Archivierung, Quelle:[2], (22.04.2009, 13:30)
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Dauen (2007) S. 22
- ↑ Vgl. Richtlinie 2011/115/EG des Rates (2001): Quelle: [3], (11.04.2009, 12:29)
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Gröger, H. (2006): Invoicing and E-Archiving – taking the next step, Quelle: [4], (09.05.2009, 20:25)
- ↑ Kampffmeyer, U.(2002); Revisionssichere Archivierung, Quelle: [5],(24.04.2009, 21:14)
- ↑ S. ZPO §§ 415 – 444, Quelle: [6], (24.04.2009, 17:36)
- ↑ Becker, R.: Das Bundesdatenschutzgesetz in der Programmier Praxis, S. 2, (12.04.2009, 12:30)
- ↑ S. § 257 HGB, Quelle: [7], (12.04.2009, 11:23)
- ↑ S. § 147 AO, Quelle: [8], (12.04.2009, 10:25)
- ↑ Dauen 2007, S. 27
- ↑ Elektronische Archivierung wird Pflicht! (2004), o. V., Quelle: [9], (25.05.2009, 19:56)
- ↑ Arnold und Fischer (2008):Pergament versus Elektronik, Quelle:[10], (14.05.2009, 12:45)
- ↑ Vgl. Hanaeck, A.: Archive in der Bundesrepublik Deutschland, Quelle: [11], (14.05.2009, 10:12)
- ↑ Vgl. Kampffmeyer, U. (2003): Entrprise Content Management - zwischen Vision und Qualität, Quelle:[12], Seite 8, (10.06.2009, 19:20)
- ↑ 16,0 16,1 Whitepaper (2008): "The Diverse and Exploding Digital Universe", Quelle: [13], (14.05.2009, 20:05)
- ↑ 17,0 17,1 VOI (2009): Merksätze des VOI zur revisionssicheren elektronischen Archivierung, Quelle:[14], (14.05.2009, 22:55)
- ↑ S. § 2.1 SigG: Quelle:[15], (02.05.2009, 21:25)
- ↑ 19,0 19,1 19,2 19,3 Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI): Elektronische Signatur, Quelle:[16], (02.05.2009, 20:45)
- ↑ A-SIT: Qualifizierte Signatur, o. V., Quelle:[17], (03.06.2009, 22:43)
- ↑ 21,0 21,1 Vgl. BSI: Geeigneter Einsatz digitaler Signatur bei der Archivierung, Quelle:[18], (03.06.2009, 11: 35)
- ↑ 22,0 22,1 BSI: Protokollierung der Archivzugriffe, Quelle:[19], (02.06.2009, 10:00)
- ↑ Vgl. BSI: IT-Grundschutz, Quelle:[20], (01.06.2009, 10:35)
- ↑ Vereinigung deutsche Wirtschaftsarchive: Praktische Lösungsansätze zur Archivierung digitaler Unterlagen: "Langzeitarchivierung" und dauerhafte Sicherung der digitalen Überlieferung, Quelle:[21], (07.06.2009, 20:39)
- ↑ 25,0 25,1 Natinal Institute for Standards and Technology
- ↑ NIST Stability Study, Quelle: [22], (01.06.2009, 10:34)
- ↑ 27,0 27,1 Plextools Professionel, Quelle:[23], (01.06.2009, 14:30)
- ↑ DVD Forum: "What does DVD mean", Quelle:[24], (01.06.2009, 14:35)
- ↑ Westermann (2005), Seite 130ff.
- ↑ 30,0 30,1 Pressemeldung von GE zu Holografischem Speicher, Quelle: [25], (25.05.2009, 21:25)
- ↑ Uni-Münster: Funktionsprinzip Holografischer Speichermedien,Quelle: [26], (25.05.2009, 12:55)
- ↑ InPhase tapestry Produktreihe, Quelle[27], (12.05.2009, 09:24)
- ↑ IBM Forschungsprojekt Millipede Quelle: [28], (01.06.2009, 20:15)
- ↑ IBM Forschungsprojekt Millipede Video, Quelle: http://www.zurich.ibm.com/images/animations/Millipede_small.mpg, (01.06.2009, 19:37)
- ↑ 35,0 35,1 IBM Forschungszentrum - Racetrack: Quelle: [29], (03.06.2009, 19:45)
- ↑ 36,0 36,1 OAIS - Open Archival Information System Quelle: [30], (03.06.2009, 18:18)
- ↑ CCSDS, Quelle:[31]
11 Literaturzeichnis
| Kampffmeyer (2003) | Kampffmeyer, U.: Dokumenten-technologien: Wohin geht die Reise?; die Bedeutung von DRT, Document Related Technologies
für Wirtschaft und Gesellschaft, [33] |
| Westermann (2005) | Westermann :IT-Handbuch, Westermann Schulbuchverlag, Braunschweig 2005, S. 130 ff. |
| Dauen (2007) | Dauen, S.: Aufbewahrungspflichten nach Handels- und Steuerrecht: Von Originaldokumenten bis zur elektronischen Archivierung
Vorschriften, Fristen, Nachweispflichten, Vernichtung, 3. Auflage, Haufe Mediengruppe, S. 22 - 27, Quelle: [34] (10.06.2009, 15:05) |

