Codes & Circuits

Juristische Hürden, Umwege und Abkürzungen auf dem Weg zu einer Archäologie des Computers

Seit 2011 betreibe ich am hiesigen Fachgebiet Medienwissenschaft ein Forschungsprojekt zur Archäologie des frühen Mikrocomputers und seiner Programmierung. In dessen Rahmen untersuche und vergleiche ich historische und gegenwärtige Nutzungen von 4-, 8- und 16-Bit-Computern sowie digitaler und analoger Hardware, um auf diese Weise eine Epistemologie der privaten Computernutzung zu erarbeiten. Im Rahmen meiner Forschungen, die aufgrund ihres experimentellen Charakters oft auch in die Lehre einfließen, bin ich dabei auf unterschiedliche Probleme, Fragen und Diskurse zur Hard- und Software-Archivierung sowie ihre rechtlichen Komplizierungen gestoßen, von denen ich im Folgenden drei vorstellen möchte:

Der Charakter des Forschungsprojektes erfordert es, dass ich mich nicht nur auf die Diskurse zu Computern und ihrer Nutzung konzentriere, sondern auch Codes, Schaltpläne und Hardware-Designs (bis hin zu Chip-Entwürfen) untersuche und “lese”, um aus diesen Erkenntnisse für die Entwicklung und Verwendungsweisen von Computern abzuleiten. Im Rahmen einer Untersuchung zu den Zeitschichten in Computerspielen haben ich 2014 das Arcade-Spiel “Space Invaders” auf seiner Code- und Schaltungsebene analysiert. In Hinblick auf eine Kritik und Rekonstruktion von Computerspielgeschichtsschreibung habe ich zusammen mit Studenten 2012 das Analogcomputerspiel “Tennis for Two” rekonstruiert und für einen Buchbeitrag zu “Portalen” 2014 “Pac-Man” auf die Frage nach dem “Orten von Computerspielfiguren in Hard- und Software” untersucht.

Code-Zeit-Schichten: Das “Space Invaders”-Projekt

Nicht nur wegen des derzeitigen Retrospiel-Hypes werden alte Computerspiele als Emulationen oder Konversionen für aktuelle Plattformen interessant. Es zeigt sich seit kurzem auch ein codenahes historisches Interesse an Titeln wie “E.T. – The Extraterrestrial”, das 2014 Anlass zu einer archäologischen Grabung geboten hatte, oder “Prince of Persia”, dessen Source Code für den Apple II 2013 durch Zufall wieder entdeckt und veröffentlicht wurde. Der Code dieser Spiele – mal durch Veröffentlichung der genuinen Ressourcen, mal durch Disassemblierung der Binaries ans Licht der Öffentlichkeit gebracht – ergänzt eine alternative und nicht selten auch konfligierende Geschichte zu jenen sattsam bekannten Wirtschaftshistorien der 1970er- und -80er-Jahre. Es ist eine Geschichte von Hacking-Praktiken, innovativen Algorithmen und historischen Bezügen und Brüchen quer durch die Computergeschichte.

Das Spiel “Space Invaders”, das 1978 das erste Arcade-Spiel war, welches als Mikroprozessor-Software-Verbund veröffentlicht wurde, ist ein gutes Beispiel hierfür: “Space Invaders” vereint die “alte” Technik dedizierter analoger und TTL-basierter Spezialschaltkreise (etwa für Sound und Grafik) mit damals moderner Mikroprozessor-Technik (Intel 8080). “Space Invaders” wurde in Assembler programmiert und hat aufgrund der technischen Beschränkungen (Speicher, Geschwindigkeit) einige Idiosynkrasien vorzuweisen, die im genannten Forschungszusammenhang betrachtenswert erscheinen. Etwa die Frage, wie die taktgesteuerten Abläufe des in den ROMs gespeicherten Intel-8080-Codes und die Zeitverhältnisse der analogen Sound-Schaltkreise einander beeinflussen.

Der Sourcecode für das Spiel ist – aufgrund der immer noch andauernden Marktträchtigkeit des Spiels – geschützt und wurde bislang nirgends veröffentlicht. Dennoch gibt es eine Sammlung an Assembler-Codes im Internet: Auf der Seite computerarcheology.com disassembliert eine Gruppe von Privatforschern einschlägige Programme der Computerspielgeschichte und veröffentlicht dort die kommentierten Codes als Textdateien – darunter auch “Space Invaders”. Um sich allerdings vor juristischen Problemen zu schützen, wendeten die Hacker bei “Space Invaders” einen Trick an: Der Code des Intel 8080 ist abwärtskompatibel zu dem des Zilog-Z80-Prozessors. Auch wenn die Mnemonics teilweise anders lauten, sind die Opcodes identisch. Der Code von “Space Invaders” wurde daher als Z80-Mnemonics veröffentlicht. Kenner der Materie können ohne Schwierigkeiten direkte Rückschlüsse zur Intel-8080-Basis ziehen.

Dass es dennoch Hürden gibt, die allerdings weniger juristischer als intrinsischer Natur sind, zeigen die vielen offenen Fragen in den Code-Kommentaren. Zum Schutz des Urheberrechtes wurden schon damals Obfuskationstechniken angewandt, die beim Disassemblieren zu unverständlichem und dysfunktionalem Code führen. Zwar sind auch solche Obfuskierungen ein hoch-interessanter Aspekt für die computerarchäologische Analyse; dort, wo allerdings die Codes selbst im Zentrum der Betrachtung stehen, stellen Sie eine schwierige und manchmal kaum zu überwindende Hürde für die Forschung dar.

Krieg und Spiel, analog und digital

Nicht alle elektronischen Spiele sind Computerspiele (oder gar “Videospiele”, wie in der Presse häufig zu lesen ist). Neben auf Datenträgern gespeicherten, Software-basierten Spielprogrammen für Digitalcomputer müssen solche auf fest implementierten oder in Modulen verbauten ROMs für Computer oder diskret aufgebaute Spielplattformen unterschieden werden. Daneben existieren hybrid-elektronische Plattformen zur Generierung und interaktiven Manipulation von Kathodenstrahl-Anzeigen (etwa die “Odyssey” von Magnavox) und Spiele für Analogcomputer. Unter letzteren hat das Spiel “Tennis for Two”, 1958 am Brookhaven Lab entstanden, eine besondere Bedeutung, denn es gilt gemeinhin als “das erste Computerspiel”.

Abseits der Frage, ob diese Zuschreibung richtig oder auch nur relevant ist, besitzt “Tennis for Two” für die computararchäologische Forschung eine besondere Relevanz. Die Zuschreibung “erstes Computerspiel” hat nämlich einige interessante historische Reflexe ausgelöst. Der jüngste von ihnen ist das diskret aufgebaute “T42”-Board, das 2011 für das “Museum of Electronic Games & Art” (M.E.G.A.) entwickelt wurde. Dabei hat man den “Sinn” von frei programmierbaren Analogcomputer noch einmal nachvollzogen und die “Experimentalschaltung” des Brookhavener Tennisspiels in eine konkrete Schaltung “gegossen”.

“Tennis for Two” wäre wohl in der Geschichte des Computerspiels nie erwähnt worden, wäre es nicht 1983 als “Kronzeuge” in einem Copyright-Prozess vor Gericht zitiert worden. Damals ging es Ralph Baer, dem Erbauer des Videospiels “Odyssey”, um die Frage, wer das Spiel “Table Tennis” erfunden hat. Sein Kontrahent Nintendo wollte die Patente Bers löschen lassen, weil nicht er, sondern Higginbotham das elektronische Tennisspiel erfunden hatte. kurz zuvor war “Table Tennis” bereits als Sieger einer Patentrechtsklage gegen Ataris “Pong” hervorgegangen. “Pong” unterschied sich auf der “Oberfläche” zwar nur wenig von Baers “Table Tennis”-Videospiel, basierte aber auf einer grundsätzlich verschiedenen Technologie. Dem “Erfindergeist” wurde durch die Entdeckung eines Journalisten (Creative Computing, Oct. 1980, S. 190) der Wind aus den Segeln genommen, als die Experimentierschaltung “Tennis for Two” publik wurde. Das eigentlich nur für einen “Tag der offenen Tür” entstandene, niemals patentierte und bald vergessene Spiel wurde damit zu einem bedeutenden Historem der Computerspielgeschichte.

Dieser Diskurs und die technischen Besonderheiten waren der Anlass für mich und einige Studierende, das Spiel 2012 auf einem Telefunken-RA742-Analogcomputer nachzubauen. Eine leitende Fragestellung dabei war, ob solche Spiele (insbesondere Tennisspiele) überhaupt “Erfindungen” der privaten Computernutzung oder nicht immer schon Ausflüsse militärischer Technologieentwicklung waren. Wir verwendeten eine typische Schaltung mit ballistischen Differentialgleichungen (eine “Ball im Kasten”-Simulation), wie sie im Handbuch des Telefunken-Computers abgedruckt ist, und “interaktivierten” sie zu einem Tennisspiel. Das Spiel wurde 2013 im Berliner Computerspielemuseum ausgestellt. Die Frage, wie hoch die Erfindungshöhe sein muss, um ein Spiel als geistiges Eigentum zu proklamieren, stand damit akut im Raum: Ist es der spezifische Schaltplan, die Software oder das Spielprinzip, das Originalität für sich beanspruchen kann? Der damalige juristische Vergleich zwischen drei verschiedenen Technologien, die in ganz ähnliche Spiele eingeflossen sind, hat keine befriedigende Lösung erbracht.

Retro Computing, physikalisch

Gerade innerhalb des museologischen Diskurses zur Frage der Software-Archivierung kommt das Problem des Hardware-Verfalls immer wieder als Thema auf: Ganze Architekturen oder ihre Teile (insbesondere hoch-integrierte Spezial-Bausteine) fallen nach Jahrzehnten aus und können kaum durch Original-Ersatzteile ersetzt werden. Hilfslösungen, wie FPGAs, TTL-Nachbauten von integrierten Schaltungen oder Software-Emulationen von Hardware stellen hier einen Lösungsansatz dar. Dazu müssen die Funktionen und der Aufbau von integrierten Schaltungen aber bekannt sein. Projekte, wie “visual6502.org”, öffnen ICs, legen ihre Dies frei und fotografieren sie, um die Bilder dann zur Grundlage für Emulationen und “Hombrew Fab”-Rekonstruktionen zu machen. Die Frage nach dem Urheberrecht scheint sich den Hobbyisten nicht zu stellen, wird aber akut, sobald die dort gewonnenen Erkenntnisse in größerem Maßstab genutzt werden sollen (was im Sinne der Hardware Preservation wünschenswert wäre).

Das Urheberrecht an Schaltungsdesigns (Halbleiterschutzgesetz) ist auf diesem Sektor schon vor Jahrzehnten umgangen worden. Insbesondere in den ehemaligen Ostblock-Staaten fand ein reger Nachbau westlicher Mikroprozessoren und ICs statt. Dort, wo man die Schaltungen nicht durch reverse engineering analysieren konnte, hat man auf einen Funktionsnachbau zurückgegriffen. Beispielsweise wurde der “Gate Array”-Baustein in den Amstrad-CPC-Computern in der DDR-Kopie “KC Compact” durch TTL-Bausteine nachempfunden; seine Struktur ist bislang noch nicht offengelegt und wird für Emulatoren (im Sinne einer Blackbox) als Verhaltensemulation implementiert. Das Kopierprinzip des TTL-Nachabaus hingegen ist auch heute noch Mittel der Wahl bei der Kopie firmenspezifischer Spezialbausteine: So hat Chris Smith etwa die ULA (den allerersten Gate-Array-Baustein, der in Sinclair-Homecomputer verbaut wurde) mit Genehmigung des Rechteinhabers analysiert, die Schaltpläne veröffentlicht und einen CMOS-TTL-Nachbau entworfen, der das künftige Verschwinden dieses Bausteins kompensieren kann.

Für einen Sammelband-Beitrag zur Epistemologie von “Portalen” als Raum- und Sprungphänomenen in Computerspielen habe ich mir die physikalische Praxis der Schaltkreis-Analyse, wie sie auch von visual6502.org vorgenommen wird, nutzbar gemacht. Zusammen mit der “Arbeitsgruppe Novel Materials” am Institut für Physik der Berliner Humboldt-Universität habe ich einen 2114-DRAM-Speicherbaustein in einem nass-chemischen Verfahren geöffnet, um seine Die-Struktur sichtbar zu machen. Nur auf diese Weise war es mir möglich, die Frage des Beitrags in vollem Umfang zu beantworten: Welches sind die symbolischen und realen Orte, an denen Computerspiel-Figuren (im Beispiel war es “Ms. Pac-Man”) im Rechner residieren? Der Vorgang war nötig, weil es nirgends verfügbare Prinzipschaltpläne oder gar Die-Fotografien des entsprechenden Bausteins (mehr?) gibt. Dokumentiert werden – wenn überhaupt – nur historisch “relevante” (vor allem “erste”) Bausteine eines bestimmten Typs. So lassen sich zwar vielfältige Materialien zum ersten DRAM (Intels 1103) finden; die nachfolgenden, häufiger verwendeten Typen sind jedoch nicht öffentlich dokumentiert.

Zusammenfassung

Die Rechte-Situation spielt in meiner Forschung also eine doppelte Rolle: zum Einen bildet sie oft einen Ausgangsdiskurs, der spezielle archäologische Fragen aufwirft; zum Anderen ist sie aber auch eine Hürde, die, wo sie nicht kreativ umgangen wird, Rechercheprobleme aufwirft und mich selbst auch in die Situation bringt, geschütztes Material im Widerspruch zum Gesetz zu verwenden und zu veröffentlichen. Von einer Freiheit für Forschung und Lehre kann angesichts der geltenden Urheberrechten für die Computerarchäologie also nur bedingt gesprochen werden.

Über Stefan Höltgen

siehe: http://about.me/hoeltgen

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