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PTB entwickelt eine mobile Testumgebung zur Überprüfung der Konfiguration von Betriebssystemen auf Messgeräten (GUI-Tester)

17.03.2022

Zur Konformitätsbewertung von Messgeräten, die dem Mess- und Eichgesetz unterliegen, gehört auch die Prüfung der Absicherung des darunterliegenden Universal-Betriebssystems. Zur Verschlankung der Prüfroutinen hat die Arbeitsgruppe 8.51 „Metrologische Software“ ein digitales Prüfwerkzeug entwickelt und eingesetzt. Aufgrund der Nachfrage anderer europäischer Konformitätsbewertungs-stellen wurde die Bauanleitung und die Software des Prüfwerkzeugs über das PTB-Github zur Verfügung gestellt. Der europäisch harmonisierte WELMEC 7.2 Softwareleitfaden legt technische Anforderung an die Messgerätesoftware fest. Die Konfiguration des Betriebssystems auf dem Baumuster wird dabei auf unterschiedliche Weise geprüft. Im ersten Schritt werden die dokumentierten Einstellungen auf Erfüllung der Anforderungen des Guides kontrolliert. Im zweiten Schritt wird untersucht, ob die dokumentierten Einstellungen auch auf dem Baumuster vorhanden und vollständig wirksam sind. Diese Funktionsprüfungen erfordern ein systematisches Abarbeiten von Testfällen, die Ausführungen müssen wiederholbar sein und die Ergebnisse protokolliert werden. Um einen hohen Qualitätsgrad zu erreichen, ist hier eine Automatisierung der Prüfung von Vorteil.

Insbesondere zwei Testszenarien für Schnittstellen am Baumuster sind für die Prüfung von besonderem Interesse: Zum einen die Deaktivierung von unzulässigen Tastatureingaben (Tastenkürzel) der graphischen Benutzerschnittstelle (GUI). Zum anderen das Überwachen des Datenverkehrs an der Netzwerkschnittstelle, um beispielsweise eine unzulässige Konnektivität zu einem Update-Server im Internet aufzudecken.

Für das erste Testszenario wurde inzwischen von der Arbeitsgruppe 8.51 „Metrologische Software“ ein Prototyp auf Basis des Raspberry Pi fertiggestellt. Das Gerät wird über eine offene USB-Schnittstelle mit dem Baumuster verbunden.

Beim Start des Prüfwerkzeugs können vorgangsspezifische Daten eingegeben werden, zum Beispiel, welches Betriebssystem (Windows / Linux) auf dem Baumuster installiert wurde. Nach dem Start werden nacheinander Tastenkürzel an das Baumuster über die USB-Schnittstelle geschickt. Die Kamera der Testumgebung wird ausgelöst, sobald ein Tastenkürzel eine Änderung auf der graphischen Oberfläche des Baumusters bewirkt. Die aufgenommenen Bilder werden auf einer Speicherkarte der Testumgebung hinterlegt und können nach Beendigung der Tests ausgelesen werden.

In einer ausgebauten Version des Prüfwerkzeugs soll zukünftig auch der Netzwerkverkehr über einen längeren Zeitraum überwacht werden. Ein erster Prototyp des Werkzeugs wird derzeit im Rahmen der Konformitätsbewertung verschiedener Messgerätearten erprobt. Aufgrund des starken nationalen und internationalen Interesses anderer Konformitätsbewertungsstellen sind die Stückliste, das Gehäusedesign und die Software über das PTB-Github erhältlich.

(R. Meyer, AG 8.51, reinhard.meyer(at)ptb.de)