Workflows im Entwicklungsalltag

Einen Entwicklungszweig anlegen oder doch lieber nicht? Wann geht es zum Test? Workflows im Entwicklungsumfeld sind vielschichtig und sollten zum jeweiligen Projekt passen.

Wer Software entwickelt, der kann dies klassisch bewerkstelligen und seine Software einfach in einem Ordner auf der Festplatte entwickeln und gelegentlich eine Kopie des Ordners erstellen. So finden sich am Ende unzählige Versionen der Software verteilt über verschiedene Verzeichnisse auf der Festplatte.

Auch wenn nicht ausgeschlossen werden kann, dass so in der einen oder anderen Firma entwickelt wird, so werden heutzutage meist Versionskontrollsysteme genutzt und mithilfe dieser ein Arbeitsablauf abgebildet. Kombiniert werden die Versionskontrollsysteme dabei größtenteils mit einem Ticketsystem und entsprechenden Wikis.

Im Rahmen des Artikels wird hierbei besonders auf das Versionskontrollsystem Git Bezug genommen. Git legt den Nutzer nicht auf einen Arbeitsablauf fest, sondern gibt dem Nutzer die Möglichkeit einen gewünschten Arbeitsablauf zu implementieren, ohne dass Git dem Nutzer eine bestimmte Arbeitsweise aufzwingt.

Anforderungen

In den meisten Fällen wird Software anhand von Anforderungen entwickelt. Eine Anforderung entsteht, entweder beim Kunden oder innerhalb der Firma. Diese Anforderung wird definiert und nachdem sie (hoffentlich) ausdefiniert wurde, dem Entwickler vorgelegt.

Während Tickets die Anforderungen festhalten und die Kommunikation zur Anforderung über diese läuft und festgehalten wird, dienen Wikis vorwiegend als Wissensbasis.

Im Entwicklungsalltag ermöglicht die Kombination dieser Systeme unterschiedlichste Arbeitsabläufe, welche dann auch über entsprechende Tickets abgebildet werden können. Auch die Arbeit mit Boards und ähnlichen Hilfsmitteln hilft es den Arbeitsablauf sinnvoll zu visualisieren.

Ein entsprechendes Board

Dabei kann mit unterschiedlichen Spalten wie Geplant, In Arbeit, Review, Test und Fertiggestellt gearbeitet werden. Eine Vertiefung würde an dieser Stelle den Rahmen des Artikels sprengen, da sie auf den Zusammenhang der Arbeitsabläufe mit dem Versionskontrollsystem konzentriert werden soll.

Versionskontrollsysteme

Versionskontrollsysteme bieten für die Entwicklung von Software unterschiedlichste Vorteile. Wie in der Einleitung kurz angerissen, kann die Entwicklung ohne solche Systeme in einer Mischung aus Chaos und Redundanz ausarten. Änderungen können verloren gehen und die Frage, was wurde von Stand A zu Stand B geändert kann nur schwer beantwortet werden.

Im Grunde definieren sich Versionskontrollsysteme über einige Eigenschaften: Protokollierung, Wiederherstellung, Archivierung, Koordinierung sowie die Bereitstellung von Entwicklungszweigen.

Aus Sicht der Arbeitsabläufe in einem Unternehmen ist die Eigenschaft der Koordinierung wichtig. Softwareentwicklung ist in den meisten Fällen Teamwork. Und so muss der Zugriff unterschiedlicher Personen auf den gleichen Quelltext gemanagt werden und entsprechende Methodiken zur Zusammenführung unterschiedlicher Arbeitsstände müssen bereitgestellt werden.

Natürlich kann auch in einem solchen Fall mit Ordnern und einem Netzlaufwerk gearbeitet werden, allerdings wird dies früher oder später zu Problemen führen. So könnten Mitglieder des Teams versuchen, die gleiche Datei des Projektes zu bearbeiten und somit eine Änderung eines Kollegen die Arbeit eines Anderen überschreiben.

Neben der Koordinierung ist die Bereitstellung von Entwicklungszweigen eine der wesentlichen Funktionalitäten von modernen Versionskontrollsystemen. Das bedeutet, dass es nicht nur eine Variante des Quellcodes existiert, sondern ein Repository, mit seinen Entwicklungszweigen, Branches genannt, eine Baumstruktur darstellt.

Unterschiedliche Branches in einem Repository bilden eine Baumstruktur

Mithilfe solcher Entwicklungszweige können z. B. Features entwickelt werden, ohne den aktuellen Hauptentwicklungszweig zu stören oder entsprechende Release- und Bugfix-Zweige verwaltet werden.

Branchen und Mergen

Heutige Versionskontrollsysteme kommen ohne einen zentralen Server aus und verfügen meist über einfachen Mechanismus zur Erstellung und der Zusammenführung von Entwicklungszweigen.

Dies sollte nicht als Kleinigkeit abgetan werden. Während dies bei althergebrachten Systemen wie Subversion und CVS zwar technisch möglich war, wurde dieses Feature dort praktisch nicht genutzt.

Bei Systemen wie Git gehören diese Features zu den Grundlagen, während es bei CVS, Subversion und Co. eher als Expertentätigkeit verstanden wurde. Damit wurde die Erstellung und Zusammenführung von Entwicklungszweigen etwas Natürliches. Niemand musste mehr, vor unauflösbaren Konflikten bei der Zusammenführung von Entwicklungszweigen, Angst haben.

Erst dadurch konnten bestimmte Arbeitsabläufe, welche intensiv von Entwicklungszweigen Gebrauch machten, in unsere heutige Entwicklungslandschaft einziehen.

Branches, Branches, Branches

Während der Entwicklung existiert meist ein main– bzw. master-Branch, welcher eine stabile Version enthält und der develop-Branch in welchem sich die Entwicklungsversion befindet.

Mithilfe von Entwicklungszweigen können unterschiedlichste Entwicklungsmodelle realisiert und Features relativ unabhängig voneinander entwickelt werden. Auch die Pflege unterschiedlicher Releases, welche mit Support bedacht werden müssen, ist mithilfe von Entwicklungszweigen möglich.

Neben Entwicklungszweigen existieren in Versionskontrollsystemen sogenannte Tags. Mit diesen können unter anderem Release-Versionen markiert werden und im späteren Verlauf schnell gefunden oder aber Entwicklungszweige vom entsprechenden Tag abgeleitet werden. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn ein Bugfix auf einer älteren Release-Version entwickelt werden soll, für welche kein Release-Branch existiert.

Aus Sicht des Entwicklers ermöglichen Entwicklungszweige daneben das, was unter dem Begriff Commit early and often bekannt ist. In einem separaten Feature-Branch können Änderungen schnell festgeschrieben werden, ohne Rücksicht darauf nehmen zu müssen, ob die Änderung das Release in dieser Phase stören würden.

Namensgebung

Bei der Benennung von Entwicklungszweigen sollte nach einem festgelegten Schema gearbeitet werden, welches für den entsprechenden Arbeitsablauf definiert werden sollte.

Wird mit Ticketsystemen gearbeitet, so sollte die Ticketnummer im Branch enthalten sein. Bei Commits gilt das Gleiche für die entsprechende Nachricht, welche dem Commit beigefügt wird. Ticketsysteme nutzen diese Informationen, um zugehörige Entwicklungszweige und Commits direkt am Ticket anzuzeigen.

Je nach gewähltem Arbeitsablauf kann die Benennung aber auch einfach nur der Fachlichkeit geschuldet sein und muss auf keinerlei Ticket verweisen.

Bei der Benennung von Release-Entwicklungszweigen kann mit Zeitangaben oder Versionsangaben, je nach Erfordernis und Struktur der Releases gewählt werden. Ein solcher Entwicklungszweig könnte z. B. den Namen release/2022.04 tragen.

Feature- und Bugfix-Entwicklungszweige können entsprechend benannt werden. Ein Feature könnte dann z. B. so aussehen: feature/tiff-support oder wenn ein Ticket mit im Namen des Entwicklungszweiges kodiert werden soll: feature/id-1234-tiff-support. Bei Bugfixes kann genauso vorgegangen werden, z. B. bugfix/id-1235-header-corruption.

Pull Requests

Wünschenswert bei der Arbeit mit Ticketsystemen in Verbindung mit Versionskontrollsystemen ist die Verknüpfung miteinander. So können am entsprechenden Ticket bereits der zugeordnete Entwicklungszweig, die entsprechenden Commits sowie offene Pull Requests angezeigt werden.

Daneben bieten die Systeme die Möglichkeit, Entwicklungszweige über das Ticket anzulegen und Pull Requests zu erstellen und somit das Entwicklungsergebnis etwas effizienter zu gestalten.

Ein solcher Pull Request (auch als Merge Request bekannt) war ursprünglich eine Mail mit einem angehängten Patch und der Bitte um Integration. Der Entwickler mit einem Zugriff auf das Repository konnten diesen Pull Request dann akzeptieren und den entsprechenden Code zu integrieren.

Teilweise wird dies auch heutzutage noch so gehandhabt, wie bei der Entwicklung der Linux-Kernels.

Ein Pull Request unter GitHub

Im Rahmen der Arbeitsabläufe sind Pull Request, wie sie von den unterschiedlichen Systemen wie GitHub oder Bitbucket angeboten werden, ein probates Mittel Änderungen zu reviewen, Feedback zu geben und die Änderungen schlussendlich zusammenzuführen.

Daneben existieren Systeme wie Gerrit, welche komplexere Prozesse für die Integration des Quellcodes in das Repository ermöglichen. Hier können Änderungen kommentiert, diskutiert und abgestimmt werden.

Review und Test?

Einige Entwickler halten Review und Tests für optional. Das sollten sie allerdings niemals sein und dementsprechend auch in keinem Arbeitsablauf fehlen.

Es gibt unterschiedliche Gründe für die jeweiligen Verfahren. Beim Review geht es einmal darum, den Quellcode auf offensichtliche Schwachstellen und Fehler abzuklopfen. Macht der Quellcode das, was die fachliche Anforderung definiert? Werden Coding Guidelines eingehalten und gibt es entsprechende Unit-Test?

Neben den offensichtlichen Vorteilen durch das Review hat der Prozess noch anderen entscheidenden Vorteil. Er trägt zum Knowledge Sharing bei. Nach einem Review wurde eine Stelle im Quellcode bzw. eine Funktionalität nicht nur von einem, sondern von mindestens zwei Entwicklern gesehen und verstanden.

Innerhalb des Arbeitsablaufs lässt sich das Review beliebig gestalten. So kann es z. B. erforderlich sein, bei komplexen Änderungen mehrere Entwickler mit dem Review zu betrauen. In manchen Firmen wird eine Entwicklung im Pair Programming automatisch als gereviewter Code gesehen.

Auch der Test ist wichtig, um die Funktionalität abzusichern und eventuelle Fehler vor der Auslieferung abstellen zu können. Hier stellt sich natürlich die Frage, an welcher Stelle der entsprechende Test eingebaut werden kann und sollte.

Workflows

Nach diesen Vorbetrachtungen der meist technischen und organisatorischen Gegebenheiten können sich nun einzelne Arbeitsabläufe im Detail angeschaut werden.

Dabei wird im Grunde mehr oder weniger zwischen zwei Arten der Softwareentwicklung unterschieden. Einmal zwischen releasebasierten Arbeitsabläufen, bei denen auf ein Release hinaus entwickelt wird und einmal die kontinuierliche Entwicklung, bei der an einer Applikation entwickelt wird, welche keine klassischen Releases mehr kennt. Ein Beispiel für letzteres wäre eine Webapplikation, welche praktisch immer in der aktuellen Version ausgeliefert wird.

Diese Fragen entscheiden am Ende darüber, wie der jeweilige Workflow für das Team respektive das Produkt am Ende aussieht.

One branch to rule them all

Der einfachste Arbeitsablauf besteht sicherlich darin, einfach die entsprechenden Commits im main-Branch seines Projektes zu erstellen.

Alle Commits landen direkt im main-Branch

Bei diesem Arbeitsablauf mischen sich die Implementierungen unterschiedlicher Features und andere Dinge im schlimmsten Fall zu einem instabilen Gemisch. Features landen Stück für Stück im main-Branch und experimentelle Entwicklungen sind ebenfalls schwierig in diesem Model unterzubringen.

Auch ein Review und ein Test sind nur nachträglich möglich, wenn das Kind bereits in den Brunnen gefallen ist. Daneben stellt sich die Frage, wie definiert wird, dass der main-Branch stabil ist und ein entsprechendes Release erstellt werden kann.

Eine Aufgabe: ein Branch

Ein simpler Arbeitsablauf könnte nun so aussehen, dass für jede Änderung, sei es ein Feature, ein Bugfix oder etwas anderes ein Entwicklungszweig angelegt wird und dieser, wenn die Entwicklung abgeschlossen wurde, wieder mit dem Hauptzweig zusammengeführt wird.

Ein solcher Entwicklungszweig wird meist Ticket-Branch, Feature-Branch oder auch Topic-Branch genannt.

Jede Entwicklung findet in einem separaten Branch statt

Im Detail sind bei dieser Variante allerdings einige Fragen ungeklärt. Wann findet das Review statt, wann der Test? Wer gibt den Merge in den Hauptentwicklungszweig frei? Wann ist der main-Branch als stabil anzusehen?

Aus diesem simpleren Arbeitsablauf, bzw. der Idee des Branchings für einzelne Anforderungen ergeben sich in der Realität unterschiedlichste Arbeitsabläufe, von deinen einige im Detail vorgestellt werden sollen.

Entwicklungs- und stabile Linien

Bei diesem Arbeitsablauf wird mit zwei Entwicklungszweigen gearbeitet, einmal dem main-Branch und einmal dem develop-Branch. Soll eine neue Entwicklung stattfinden, so wird ein Entwicklungszweig basierend auf dem develop-Branch erstellt und auf diesem das entsprechende Feature entwickelt.

Der main-Branch enthält die stabile Variante der Software dar

Ist die Entwicklung abgeschlossen, kann ein Pull Request erstellt werden, welcher als Ziel den develop-Branch trägt. Im Rahmen des Pull Requests kann der Reviewer den Quellcode reviewen und entsprechende Anmerkungen antragen. Der Entwickler kann entsprechende Änderungen, welche sich aus dem Review ergeben, im Feature-Branch vornehmen.

Ist das Review erfolgreich abgeschlossen, so könnte die Änderung vor der Zusammenführung der Entwicklungszweige oder danach getestet werden. Wird im Feature-Branch getestet, so sollte anschließend auch im develop-Branch getestet werden, um die erfolgreiche Integration des Features sicherzustellen. Hier bietet sich ein Modell an, nur besonders kritische Änderungen vor und nach dem Merge zu testen, während gewöhnliche Änderungen nur nach der Zusammenführung der Entwicklungszweige getestet werden.

Im Falle von Fehlern, welche im Test gefunden werden, sollten diese im Feature-Branch behoben werden und anschließend wieder ein Pull Request erstellt werden.

Der develop-Branch wird regelmäßig, immer dann, wenn er für stabil befunden wird, in den main-Branch gemergt, sodass dieser in der Theorie eine stabile Version der Software enthält.

Natürlich kann nicht wirklich sichergestellt werden, dass die entsprechende Version stabil ist und auch das Arbeiten mit mehreren Releases ist mit einem solchen Workflow nicht praktikabel möglich.

Der Vorteil, der sich aus dieser Vorgehensweise ergibt, ist, dass der main-Branch immer relativ stabil bleibt, da nur getestete Änderungen in ihn wandern. Außerdem können mehrere Features parallel entwickelt werden.

Auch können Tags hier wieder genutzt werden, um Releases zu definieren und für spätere Änderungen verfügbar zu halten.

Releases aus dem main-Branch

Eine andere Variante ist es, direkt auf dem main-Branch zu arbeiten. Hier kann optional mit Feature-Branches gearbeitet werden.

Für ein nahendes Release wird nun vom main-Branch ein Release-Branch angelegt und dieser entsprechend stabilisiert; bis das Release schlussendlich ausgeliefert werden kann.

Nachteilig ist hier, dass nicht wirklich mit parallel mit Releases gearbeitet werden kann. Auch die Sicherstellung, dass ein bestimmtes Feature in einem bestimmten Release landet, ist nur mit größerem Aufwand zu realisieren.

Neue Releases werden aus dem main-Branch abgeleitet

Während der Stabilisierungsphase im Release besteht, daneben das Problem, dass entsprechende Bugfixes auch in den main-Branch übernommen werden müssen und dies einen zusätzlichen Aufwand bedeutet. Daneben nehmen die Stabilisierungsphasen größere Zeiträume ein und verhindern somit die eigentliche Weiterentwicklung der Software.

Von Release zu Release

Soll mit mehreren Releases gearbeitet werden, so kann ein Arbeitsablauf gewählt werden, welcher unabhängig vom main-Branch ist und stattdessen nur noch aus Release-Branches besteht.

Release-Branches werden nach oben gemergt

In diesem Modell wird für jedes Release ein Entwicklungszweig angelegt. Wenn die Software z. B. monatlich deployt wird, könnten die entsprechenden Branches wie folgt aussehen: release/2022.04, release/2022.05, release/2022.06 usw.

Jede Anforderung wird nun einem Release zugeordnet. Wird ein Feature entwickelt, so wird ein Feature-Branch vom entsprechenden Release-Branch gezogen und auf diesem Feature-Branch die Entwicklung durchgeführt.

Wird das Feature rechtzeitig zum Release fertig entwickelt, wird es im Rahmen des Prozesses (Review, Test) mit dem Release-Branch zusammengeführt.

Kann ein Feature nicht zum zugeordneten Release fertiggestellt werden, wird das zugeordnete Release im Ticket geändert und der Feature-Branch auf Basis der neuen Release-Version fertiggestellt.

Hierzu wird der neu zugeordnete Release-Branch in den Feature-Branch gemergt und anschließend mit der Entwicklung fortgefahren.

Der Feature-Branch kann auch zwischenzeitlich mit dem zugeordneten Release-Branch aktualisiert werden, sodass die eventuellen Änderungen des Release-Branches sich auch im Feature-Branch niederschlagen.

Die Release-Branches selber werden regelmäßig bzw. automatisch von den älteren zu den neueren Branches gemergt. Damit sind Änderungen, welche einem älteren Release zugeordnet waren, automatisch in den neueren Releases enthalten.

Vorteilig an diesem Entwicklungsmodell ist, dass parallel an mehreren Releases gearbeitet werden kann und Verschiebungen von Features im Rahmen der Entwicklung aus technischer Sicht kein Problem darstellen.

Auch können alte Releases bei diesem Arbeitsablauf problemlos über einen längeren Zeitraum betreut werden und mit Bugfixes versehen werden. Diese Bugfixes landen durch den Merge-Prozess der Release-Branches untereinander immer wieder in den neueren Releases.

Bei der Arbeit mit den einzelnen Releases kann die Arbeit noch in Entwicklungs- und Stabilisierungsphasen unterteilt werden, um möglichst stabile und getestete Releases abzuliefern.

Dabei werden neue Features nur innerhalb der Entwicklungsphase in den entsprechenden Release-Branch gemergt. Ist diese Phase ausgelaufen, wird das zugeordnete Release in der Anforderung respektive dem Ticket auf das nächste Release verschoben.

In der Stabilisierungsphase werden nur noch Bugfixes durchgeführt, welche zur Stabilisierung des Releases beitragen.

Git Flow

Ein weiteres relativ beliebtes Modell ist der Arbeitsablauf Git Flow, welcher von Vincent Driessen erdacht wurde und sich neben der guten Skalierbarkeit auch durch seine Vorteile in der Zusammenarbeit auszeichnet.

Git Flow zielt hauptsächlich auf Software ab, bei welcher mehrere Versionen parallel unterstützt werden müssen und sollte nicht als Allheilmittel betrachtet werden, wie der Entwickler selbst schreibt:

This model was conceived in 2010 […] In those 10 years, git-flow […] has become hugely popular in many a software team to the point where people have started treating it like a standard of sorts — but unfortunately also as a dogma or panacea.

This is not the class of software that I had in mind when I wrote the blog post 10 years ago. If your team is doing continuous delivery of software, I would suggest to adopt a much simpler workflow (like GitHub flow) instead of trying to shoehorn git-flow into your team.

Das Regelwerk, welches hinter diesem Arbeitsablauf steht, wirkt auf den ersten Blick wesentlich komplizierter als das anderer Arbeitsabläufe. Das beginnt damit, dass mit unterschiedlichsten Entwicklungszweigen gearbeitet wird. So existieren in diesem Flow die Branches main, develop und separate Branches für Features, Hotfixes und Releases.

Bei Git Flow existieren eine Reihe von Branchtypen

Im Rahmen des Arbeitsablaufs ist geregelt, aus welchen Entwicklungszweigen weitere Entwicklungszweige erstellt werden sollen und wie und in welche Richtung die jeweiligen Zweige zusammengeführt werden dürfen.

Auch wird in diesem Modell gewünscht, dass Feature-Branches nur lokal beim Entwickler liegen und nicht zum zentralen Server hochgeladen werden.

Grundsätzlich wird bei Git Flow mit Feature-Branches gearbeitet, welche auf dem develop-Branch basieren. Aus diesem Branch wiederum werden entsprechende Release-Branches gezogen.

Ist ein Release veröffentlicht, werden eventuelle Bugfixes, über entsprechende Bugfix-Branches basierend auf dem Release-Branch erstellt und dort der Bugfix entwickelt.

Release-Branches werden in den main-Branch gemergt und im Falle von Änderungen des Release-Branches auch in den develop-Branch.

Sollte ein Hotfix notwendig sein, so wird dieses auf Basis des main-Branches in einem Hotfix-Branch entwickelt und anschließend wieder in den main-Branch und in den develop-Branch eingepflegt.

GitHub Flow

Ein weiterer bekannter Arbeitsablauf ist der GitHub Flow. Bei diesem wird davon ausgegangen, dass der main-Branch grundsätzlich immer deploybar ist.

Bei einer neuen Entwicklung wird ein Entwicklungszweig basierend auf dem main-Branch erstellt und ein entsprechender beschreibender Name benutzt, z. B. tiff-support und auf diesem Entwicklungszweig entwickelt.

Ist die Entwicklung so weit abgeschlossen, dass der Entwicklungszweig in den main-Branch eingepflegt werden kann, wird ein Pull Request erstellt und der Reviewer kann sich diesen anschauen und anschließend den Merge durchführen.

Daneben dienen Pull Requests in diesem Arbeitsablauf der allgemeinen Klärung, so können Pull Requests auch erstellt werden, wenn Feedback oder andere Hilfe benötigt wird.

Damit ist das Verfahren ähnlich dem Arbeitsablauf, bei welchem für jede Entwicklung ein eigener Entwicklungszweig erstellt und dieser wieder eingepflegt wird. Im Gegensatz zum obigen Arbeitsablauf definiert der GitHub Flow einige Rahmenbedingungen genauer und sieht weitere Schritte nach dem einpflegen des Zweiges vor.

Hier fordert der Arbeitsablauf ein, dass nach der Zusammenführung der Entwicklungszweige der aktuelle Stand des main-Branches sogleich deployt wird. Hintergrund ist hier, dass damit das Verständnis geschaffen wird, dass wenn die eigenen Code-Änderungen nicht stabil sind, das System bricht. Und aus diesem Grund die Entwickler besondere Sorgfalt darauf legen (sollten) wirklich stabile Änderungen einzubringen.

Trunk Flows

Neben diesen branchbasierten Workflows werden in letzter Zeit vermehrt sogenannte trunk-basierte Flows genutzt.

Bei diesem Arbeitsablauf soll möglichst darauf verzichtet werden, langlebige Entwicklungszweige zu halten. Damit sollen unter anderem mögliche Merge-Konflikte verhindert werden. Stattdessen sollen Commits hier direkt im trunk; im Fall von Git also im main-Branch, erstellt werden.

Die Commits sind bei diesem Verfahren erfahrungsgemäß eher klein. Außerdem hat der Entwickler sicherzustellen, dass der Build ordnungsgemäß funktioniert, bevor er den Commit zum Server hochlädt.

Für Reviews können kurzlebige Entwicklungszweige angelegt werden und entsprechend für Pull Requests und das anschließende einpflegen in den main-Branch genutzt werden.

Schleicht sich dennoch ein Fehler ein, so wird der Commit auf dem main-Branch zurückgerollt.

Continuous Integration-Systeme spielen in diesem Prozess eine wichtige Rolle, indem sie bei Änderungen sofort entsprechende Tests durchführen und den Entwickler informieren, wenn der Build nicht den Anforderungen an die geforderte Qualität entspricht.

Je nach Konfiguration rollen die Continuous Integration-Systeme die problematischen Commits automatisch zurück.

Diese durchgeführten automatisierten Tests, sowie Code-Reviews sollen sicherstellen, dass der main-Branch immer deploybar ist; vergleichbar zu dem GitHub Flow.

Wenn der Test fehlschlägt

Egal in welchem Arbeitsablauf, stellt sich immer die Frage, wie mit Features umgegangen wird, die sich bereits im main-, develop– oder release-Branch befinden und Fehler festgestellt wurden.

Grundsätzlich sollte hier die Entwicklung wieder aufgenommen und der Fehler beseitigt werden. Je nach Arbeitsablauf kann diese Entwicklung im Feature-Branch erfolgen oder z. B. direkt im main-Branch gearbeitet werden.

Problematisch wird es an der Stelle, wenn das Feature bereits gemergt ist, es zeitlich aber nicht mehr realistisch ist, etwaige Fehler bis zum Release zu beseitigen.

In einem solchen Fall existieren unterschiedliche Möglichkeiten. So kann unter anderem mit Feature-Flags gearbeitet werden, welche es ermöglichen das entsprechende Feature abzuschalten.

Je nach verwendeter Programmiersprache können hier Möglichkeiten der jeweiligen Sprache bzw. des jeweiligen Toolings benutzt werden. Unter Rust könnte z. B. über Cargo ein entsprechendes Feature definiert sein und dieses im Fehlerfall wieder abgeschaltet werden.

Feature-Flags werden auch bei trunk-basierenden Workflows als Ergänzung gesehen, um das Feature langsam zu entwickeln. Allerdings stellt sich hierbei die Frage nach der Testbarkeit solange das Feature-Flag noch nicht aktiv ist.

In der Praxis ist es nicht immer möglich, mit solchen Feature-Flags zu arbeiten. In einem solchen Fall können die entsprechenden Commits rückgängig gemacht werden und somit aus dem entsprechenden Branch, welcher zum Release führt, entfernt werden.

Einfacher ist ein solcher Revert, wenn die Änderungen aus einem Feature-Branch per Squash zu einem einzelnen Commit zusammengeführt werden und erst dann gemergt werden.

Damit tauchen die kompletten Änderungen eines solches Feature-Branches nur noch als ein einzelner Commit, im Branch in den die Änderung eingepflegt wird, auf. Positiv wirkt sich dies auch auf die Übersichtlichkeit in diesem Branch aus. Allerdings bedeutet es je nach Automatisierungsgrad des Arbeitsablaufs zusätzlichen Aufwand.

Merge-Hölle?

Bei vielen der oben beschriebenen Arbeitsabläufe wird mit Entwicklungszweigen gearbeitet. Damit mit diesen gearbeitet werden kann, müssen sie schlussendlich in ihre Zielzweige eingepflegt werden.

Bei der Zusammenführung zweier Entwicklungszweige können entsprechende Probleme auftreten, dass zwei Änderungen nicht mehr zusammenpassen. Ein solcher Merge-Konflikt muss behoben werden, um die entsprechende Zusammenführung der Entwicklungszweige erfolgreich abzuschließen.

Meist ist die Behebung solcher Konflikte trivial. Um die Gefahr für solche Konflikte zu verhindert, hilft es Anforderungen und damit verbundene Code-Änderungen klein zuhalten.

Auch Coding Guidelines helfen solche Probleme zu minimieren, da sie dafür sorgen, dass die Formatierungen über das Projekt und die beteiligten Entwickler identisch sind. Damit können entsprechende Probleme wegen unterschiedlichen Einzugsbreiten und Ähnlichem gar nicht erst auftreten.

Merges sind nichts, wovor Entwickler Angst haben sollten. Sie gehören zum Tagesgeschäft dazu und verlaufen in einem Großteil der Fälle problemlos ab und Konflikte können auch dank des Toolings schnell gelöst werden.

Fazit

Arbeitsabläufe gibt es viele und im Grunde hängt der genutzte Arbeitsablauf vom Team, dem Projekt und den damit verbundenen Anforderungen ab. Den einen richtigen Arbeitsablauf gibt es nicht.

Vor allem im agilen Kontext, sollte jedes Team für sich entscheiden, mit welchem Arbeitsablauf es arbeitet und diesen an die eigenen Gegebenheiten und Besonderheiten anpassen.

Wichtig ist, dass die Arbeitsabläufe die Entwicklung nicht behindern oder erschweren, sondern ein Gerüst bieten, damit die Anforderungen der Entwickler, Produktmanager und Kunden schnell abgebildet und sinnvoll umgesetzt werden können und ein stabiles Produkt ausgeliefert werden kann.

Aus Sicht des Autors bietet sich der Release zu Release-Workflow in den meisten Fällen eines releasebasierten Produktes an, da er viele Vorteile bietet; bei relativ geringem Aufwand.

Zudem hängt viel davon ab, was für ein Produkt entwickelt wird und wie die Release-Zyklen aussehen. So ist es auch nicht ungewöhnlich Services regelmäßig z. B. täglich oder sogar mehrmals täglich zu deployen. In solchen Fällen sind Arbeitsabläufe wie der Github Flow sinnvoller zu nutzen.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Golem.de und ist hier in einer alternativen Variante zu finden.

Der universelle Cyberdelfin

Funktechniken wie NFC, RFID und Frequenzen wie die Nutzung des 433 MHz-Bandes bleiben den meisten Interessierten verschlossen. Mit dem Flipper Zero, welcher nun auch in Europa ausgeliefert wird, soll sich dies ändern.

Vor knapp zwei Jahren wurde im Rahmen einer Kickstarter-Kampagne im Juli 2020 der Flipper Zero angekündigt, auch Golem.de berichtete darüber.

Beim Flipper Zero handelt es sich um einen Hacker-Tamagotchi bzw. eine Art Funk-Multitool für Hacker. Die grundsätzliche Idee war es, die benötigten Werkzeuge für das Pentesting bestimmter Technologien, welche vorwiegend in der physischen Welt Verwendung finden, in einem Gehäuse zu vereinen. Dadurch ist der Anwender wesentlich mobiler und kann entsprechende Tests auch unauffällig durchführen.

Der Flipper Zero in Aktion

Im Grunde handelt es sich um ein Bündel unterschiedlichster Funktionalitäten, mit denen der Flipper Zero unter anderem als Universalfernbedienung, NFC- und RFID-Kopierstation (soweit technisch möglich), oder als Bastelwerkzeug für Hardwareinteressierte genutzt werden kann.

Nachdem die Kickstarter-Backer in Amerika und Australien bereits beliefert wurden, steht jetzt Europa auf der Liste.

Vom Hackspace zur Idee

Die Idee des Flipper Zero kam im Umfeld des Neuron Hackspace auf. Der Neuron Hackspace versteht sich als der erste Hackspace in Moskau, welcher von einem Besuch des 29C3 in Berlin inspiriert, schließlich im Juni 2011 seine Tore in Moskau öffnete.

In diesem mittlerweile geschlossenen Hackspace, kam die Idee für den Flipper Zero und den Flipper One auf. Die ursprüngliche Idee für die Geräte stammte von Pavel Zhovner, während Alexander Kulagin die Projektleitung übernahm und sich Valeria Aquamain als Art Director verantwortlich zeichnete.

Ursprünglich sollte ein Raspberry Pi Zero W als Grundlage genutzt werden. Von dieser Idee wurde Abstand genommen, da das Modul nicht in ausreichenden Stückzahlen geliefert werden konnte und die entsprechenden Compute-Module zu teuer gewesen wären.

Die Idee dahinter war, bestimmte Funktionalitäten in separater Hardware zu implementieren und den Raspberry Pi Zero W mit einer Linux-Distribution für anspruchsvollere Aufgaben zu betreiben.

Diese Variante erhielt den Namen Flipper One. Die Variante ohne entsprechende Linux-Möglichkeiten wurde schließlich zum Flipper Zero. Die Arbeit am Flipper One wurde zugunsten der Flipper Zero zurückgestellt.

Nachdem die Macher des Flipper Zero knapp 12.000 Vorbestellungen erhalten hatten, folgte eine entsprechende Kickstarter-Kampagne.

Die ursprünglich für das Hauptziel vorgesehenen 60.000 US-Dollar waren bereits nach acht Minuten ausfinanziert und 28 Tage später waren 4,4 Millionen US-Dollar erreicht und schlussendlich wurden über 4,8 Millionen US-Dollar eingesammelt.

Aufgrund der eingesammelten Summe wurden auch einige vorher als optional betrachtete Features mit in das Gerät aufgenommen. Dazu zählen ein alternativer dunkler Farbton, Bluetooth und NFC.

Designprozess

Für das Design, insbesondere das sogenannte Design for manufacturability (DFM), wurde mit der Firma Design Heroes zusammengearbeitet, welche ebenfalls in Moskau ansäßig sind. Beim DFM liegt der Fokus darauf, das Design des Produktes so zu gestalten, dass es in der Produktion keine größeren Probleme verursacht und einfach herzustellen ist.

Daneben unterstützte Design Heroes die Macher des Flipper Zero von den ersten Sketchen über die 3D-Modelle bis zu den ersten Prototypen, welche im 3D-Druck entstanden.

Während des Designprozesses wurden unterschiedlichste Änderungen vorgenommen, so wanderte z. B. der IR-Transceiver von der oberen Seite des Gerätes an die Seite. Grund hierfür war, dass der Transceiver auf der Oberseite oft verdeckt war, entweder durch Finger oder entsprechende Boards, welche mit der GPIO-Leiste genutzt wurden. Auch das Layout der GPIO-Leiste änderte sich einige Male, bis es seine jetzige Form erhielt.

Ebenfalls erst im Laufe des Design- und Umsetzungsprozesses, erfolgte die Erweiterung des Gerätes um einen microSD-Slot, um Dinge wie Code-Datenbanken und Ähnliches zu speichern, welche im 1 Megabyte großen Flash-Speicher des Gerätes selbst keinen Platz finden würden.

Während des Prozesses wurden immer wieder Anpassungen an der Hardware und der entsprechenden Verdrahtung gemacht. So wurde unter anderem die Batterie mit einem entsprechenden Konnektor versehen, damit diese einfach wechselbar ist, falls der Akkumulator mit der Zeit nicht mehr die gewünschte Leistung liefert.

Produktion

Bei der Ankündigung des Flipper Zero war von einer Auslieferung im Februar 2021 die Rede, was aus unterschiedlichsten Gründen nicht eingehalten werden konnte. Allerdings war dies aus Sicht eines Backers nicht weiter tragisch, was auch der exzellenten Kommunikation des Teams hinter dem Gadget zu verdanken ist.

So gab es für die Backer und andere Interessierte einen tiefen Einblick in die Probleme bei der Entwicklung und der Produktion. Prozesse wie die Herstellung der Gehäuse per Spritzguss wurden erklärt und die Herausforderungen dabei beschrieben. Die späteren Schritte wie der Test der Hardware wurden ebenfalls ausführlich beleuchtet.

Auch in diesem Projekt gab es Probleme im Zusammenhang mit der Chipkrise, sodass sich bestimmte Bestellungen für Bauteile, wie dem Bildschirm, verzögerten. Das führte auch dazu, dass einige Redesigns vorgenommen werden mussten, um nicht lieferbare Komponenten zu ersetzen.

So erwies es sich zeitweise als schwierig weitere ICs für das Laden der Batterie zu erhalten, der eingesetzte BQ25896RTWR war nicht mehr zu beschaffen, was für entsprechende Verzögerungen sorgte.

Erster Eindruck

Je nach getätigter Bestellung kann und wird der Flipper Zero mit entsprechendem Zubehör wie der Silikonhülle geliefert.

Der Flipper Zero selbst, wird in einer kleinen Pappbox geliefert. Wer diese öffnet, erhält einen Blick auf eine kurze Anleitung, sowie einen Aufkleber.

Darunter befindet sich ein USB-C-Kabel, welches mitgeliefert wird, sowie eine Ebene tiefer der eigentliche Flipper Zero. Das Gerät selbst misst 100 × 40 × 25 mm und wiegt 102 Gramm und liegt damit angenehm in der Hand.

Der Flipper Zero im Außeneinsatz

Allerdings wirkt es zumindest in der Vorstellung des Autors etwas größer als die Produktfotos es erahnen ließen.

Gefertigt wird das Gehäuse aus Polycarbonat, ABS-Kunststoff und Polymethylmethacrylat, besser bekannt unter dem Namen Acrylglass. Spezifiziert ist das Gerät für eine Betriebstemperatur von 0 bis 40 Grad.

Bildschirm

Der Flipper Zero verfügt über ein 1.4 Zoll (3,56 Zentimeter) großes Display, mit einer Auflösung von 128 × 64 Pixeln. Der Bildschirm ist ein klassisches LCD bei einem Stromverbrauch von 400 nA, wenn das Backlight deaktiviert ist. Intern ist dieser Bildschirm per SPI angebunden.

Der Bildschirm selbst ist beim Flipper immer aktiviert, nur die Hintergrundbeleuchtung wird entsprechend zugeschaltet.

Die Wahl des Bildschirmes war für den Flipper Zero eine zentrale Entscheidung, so wurde praktisch das gesamte Gerät um den Bildschirm herum gebaut. In der Überlegung stand auch ein E-Ink-Display, allerdings wurden hier die Aktualisierungsraten als zu gering bewertet und sich stattdessen für ein entsprechendes LCD entschieden.

Überblick

Gesteuert wird das Gerät über eine Art Steuerkreuz, inklusive Mitteltaste, sowie dem Zurück-Button. Neben dem Bildschirm ist eine Status-LED verbaut.

Der Flipper ist der Verpackung entstiegen

An der Oberseite des Gehäuses befindet sich eine GPIO-Leiste zur Ansteuerung externer Hardware. Sie wird mit 3,3 Volt betrieben, ist aber 5 Volt tolerant. Die Schräge auf der linken Seite enthält den Infrarot-Transceiver.

Auf der Unterseite befindet sich der Slot für die microSD-Karte. Dieser wird unter anderem für die Datenbanken benötigt, welche die Firmware des Flipper Zero nutzt.

Auf der rechten Seite befindet sich die USB-C-Buchse, mit welcher das Gerät geladen und mit einem Rechner verbunden werden kann.

Zwischen dem microSD-Slot und der USB-C-Buchse findet sich noch eine Öse, an welcher ein Band befestigt werden kann. Mitgeliefert wird ein solches Band allerdings nicht.

Das Herz der Maschine

Herz des Flipper Zero ist der STM32WB55, einem Mikrocontroller von STMicroelectronics. In diesem befindet sich ein ARM Cortex M4, welcher mit 64 MHz getaktet ist und als Applikationsprozessor dient, sowie ein ARM Cortex-M0+ welcher mit 32 MHz getaktet ist und als Netzwerkprozessor dient. Daneben verfügt der Mikrocontroller über 1 Megabyte Flashspeicher und 256 KByte SRAM.

In der Theorie sollte der Flipper Zero mit einer Batterieladung ungefähr 30 Tage durchhalten. So zumindest die Aussage während der Kickstarter-Kampagne. Mittlerweile werden sieben Tage Laufzeit angegeben. Es handelt sich um eine LiPo-Batterie mit einer Kapazität 2000 mAh. Geladen wird diese über den USB-C-Anschluss des Flipper Zero.

Im Gerät selbst sind eine Vielzahl an meist drahtlosen Schnittstellen implementiert. Im Kontext des Gerätes werden diese auch als Subsysteme bezeichnet.

Sub-Ghz-System

Der Flipper-Zero besitzt eine Antenne für Frequenzen unterhalb eines Gigahertz, welche in Verbindung mit dem CC1101-Chip genutzt wird. In der Terminologie des Gerätes ist dies das sogenannte Sub-Ghz-System. Innerhalb dieses Frequenzbereiches bewegen sich eine Reihe von Geräten, wie Garagentore, Autoschlüssel, mehr oder weniger smarte IoT-Geräte, wie schaltbare Steckdosen, was nicht weiter verwunderlich ist, da ein Teil der Frequenzen unterhalb eines Gigahertz zu den ISM-Bändern gehören.

Auch wenn das System als Sub-Ghz-System bezeichnet wird, bedeutet dies nicht, dass mit dem Flipper Zero alle Frequenzen unterhalb eines Gigahertz genutzt werden können.

Der CC1101 von Texas Instruments wird als sparsamer Transceiver angeboten. Er unterstützt die Frequenzbänder 300–348 MHz, 387–464 MHz und 779–928 MHz. Damit stehen auch nur diese Frequenzen im Sub-Ghz-System zur Verfügung.

Im Flipper Zero befindet sich auch ein Frequenzscanner; mit dem innerhalb dieser Bänder ermittelt werden kann, auf welcher Frequenz das System sendet. Dazu wird der entsprechende Sender aktiviert, während der Frequenzscanner läuft.

Der Frequenzscanner in Verbindung mit einem Autoschlüssel

Signale können im Sub-Ghz-System auch roh aufgezeichnet werden. Allerdings sollte beachtet werden, dass es sich beim Flipper Zero nicht um ein Software Defined Radio (SDR) handelt und somit das Signal bei der Rohaufzeichnung nicht immer komplett aufgezeichnet wird.

RFID

Neben dem Sub-Ghz-System, werden 125 kHz RFID-Tags, welche auch als Low Frequency-Tags bekannt sind, unterstützt. Der Flipper Zero unterstützt mehrere Modulation, wie Amplitudenmodulation, Phasenumtastung und Frequenzumtastung im Zusammenhang mit diesen Tags.

Zu den unterstützten Karten zählen EM400x, EM410x, EM420x, HIDProx, Indala. Diese werden unter anderem zur Zugangskontrolle genutzt. Solche Karten können mit dem Flipper einfach ausgelesen und geklont werden.

Near Field Communication

Im Rahmen der erfolgreichen Kickstarter-Kampange kam die Unterstützung für Near Field Communication, kurz NFC hinzu, was das Gerät in diesem Bereich abrundet.

Bei RFID sind eine Reihe von Frequenzbereichen definiert, das Band zwischen 125 und 134,2 kHz (Low Frequency), das Band auf 13,56 MHz (High Frequency) und das Band zwischen 856 und 960 MHz (Ultra High Frequency).

NFC setzt ebenfalls auf der Frequenz 13,56 MHz auf und nutzt diese für entsprechende Übertragungen über kurze Entfernungen von wenigen Zentimetern.

Während RFID auf hohe Reichweite optimiert ist, meist primitive Protokolle nutzt, keine bzw. wenig Sicherheit bietet, sieht dies bei NFC-Tags anders aus. Hier wird auf komplexere Protokolle und kryptografische Absicherung gesetzt.

Im Gegensatz zu RFID ist bei NFC der bidirektionale Datenaustausch zwischen zwei Geräten möglich. Hier unterstützt das Gerät aktuell unterschiedlichste Standards, wie ISO-14443A/B, NXP Mifare® Classic/Ultralight/DESFire, FeliCa™ und die NFC Forum-Protokolle.

Damit ist das Gerät zu einer Vielzahl an Karten, wie Kreditkarten und dem Personalausweis kompatibel. Auch Zugangschips, wie sie in vielen Gebäuden benutzt werden, können ausgelesen werden. Je nach Möglichkeit wird nach der generellen Erkennung einer Karte; die Bearbeitung in einer speziellen Applikation innerhalb der Firmware vorgeschlagen.

Die UID wurde ausgelesen

Wird z. B. ein Mifare Classic eingelesen, so können anschließend mit der entsprechenden App die Schlüssel ausgelesen werden.

Auch Amiibos können emuliert werden

Grundsätzlich beherrscht der Flipper Zero bei allen Subsystemen nicht nur das Auslesen der Informationen, sondern auch die Emulation z. B. die entsprechender NFC-Tags. So ist z. B. die Emulation von Amiibos für die Nintendo Switch ohne Probleme möglich.

Bluetooth

Eine weitere Funktechnik, die der Flipper Zero beherrscht, ist Bluetooth Low Energy in Version 5, bei einer Datenrate von 2 Mbps.

Bluetooth muss hierbei in den Einstellungen der Flipper aktiviert werden, anschließend kann es unter anderem dafür genutzt werden sich mit der mobilen App zu verbinden.

Daneben befindet sich unter den Plugins eine Beispielapplikation zur Nutzung als Bluetooth-Fernbedienung.

Infrarot

Infrarot ist nicht erst seit dem Start des James-Webb-Teleskops in aller Munde. Der Flipper Zero verfügt über einen Infrarot-Transceiver zum Senden und Empfangen entsprechend kodierter Signale. Der Transceiver arbeitet bei einer Wellenlänge von 800 bis 950 nm.

In der Firmware selbst wird hierfür eine Applikation mitgeliefert, welche als eine Art Universalfernbedienung fungiert und per Wörterbuch-Attacke alle entsprechenden IR-Codes sendet, um den Kanal zu wechseln oder das Gerät abzuschalten. Damit wäre es beispielhaft möglich im Elektronikmarkt alle Fernseher abzuschalten; auch wenn es sicherlich sinnvollere Varianten der Nutzung gibt.

iButton

Eine kontaktbehaftete Schnittstelle, welche vom Flipper Zero unterstützt wird, ist die iButton-Schnittstelle. Diese auch als Dallas Touch Memory bekannte Technik wird z. B. zur Zugangskontrolle in Gebäuden benutzt.

Die Kontaktpunkte für die Schnittstelle

Hierbei wird der iButton auf eine entsprechende Schnittstelle gelegt und ein mechanischer und elektrischer Kontakt hergestellt. Anschließend findet die Kommunikation über 1-Wire statt.

Hierfür wurde am Flipper Zero eine Kontaktmöglichkeit auf der Unterseite des Gerätes geschaffen, mit welcher die entsprechende Hardware ausgelesen, beschrieben und emuliert werden kann. Unterstützt werden die Protokolle CYFRAL und Dallas DS1990A.

GPIO

Die Einsatzmöglichkeiten des Flipper Zero sind nicht nur auf Funktechnologien beschränkt. Über die GPIOs, welche sich oben am Gehäuse befinden, kann das Gerät mit externer Hardware verbunden werden.

Die GPIO-Leiste des Flipper Zero

Damit ist es möglich den Flipper für das Flashen von Hardware oder das Debugging und Fuzzing zu benutzen. Über diese Funktionalität kann das Gerät auch als USB-UART-Bridge genutzt werden.

Der Flipper Zero unterstützt die Spannungen 3,3 und 5 Volt, wobei letztere in den Einstellungen aktiviert werden muss. Pro Pin werden maximal 20 mA geliefert.

Im Shop des Herstellers werden unter anderem Entwicklungsboards mit Wi-Fi und entsprechende Prototyping-Boards angeboten.

Visuell, Taktil und Musikalisch

Neben dem Bildschirm gibt der Flipper Zero über eine LED, einen Buzzer, sowie per Vibration Rückmeldung an die Außenwelt und den Nutzer. Der eingebaute Buzzer arbeitet in einer Frequenz von 100 bis 2500 Hz, bei einer maximalen Lautstärke von 87 dB.

Das Plugin MusicPlayer auf dem Flipper Zero

Er kann mit der in der Firmware integrierten Musik-App getestet werden. In den Einstellungen kann die Lautstärke generell auf null reduziert werden, sodass das Gerät auch weniger auffällig benutzt werden kann.

Bad USB und U2F

Über den USB-Port, kann das Gerät zum Pentesting per USB genutzt werden. Diese als Bad USB firmierte Technik, emuliert eine USB-Tastatur und kann entsprechende Skripte ausführen. Dazu wird das gewünschte Skript ausgewählt und das Gerät an den Rechner der Wahl angeschlossen.

Als Skriptsprache wurde Ducky Script implementiert, sodass eventuell vorhandene Skripte übernommen werden können. Bekannt ist Ducky Script durch Rubber Ducky, einem Keystroke-Injection-Tool.

Genutzt wird diese Funktionalität z. B. bei Sicherheitsüberprüfungen von Unternehmen, bei welchen als gewöhnliche USB-Sticks getarnte Bad USB-Geräte vor oder im zu testeten Unternehmen platziert werden. Die Hoffnung ist es, dass der Finder dieser Sticks diese am Arbeitsrechner anschließt und damit die entsprechenden Skripte zur Ausführung bringt.

Natürlich kann das Ganze auch für unlautere Zwecke genutzt werden. Damit handelt sich um eine der vielen Dual-Use-Funktionalitäten des Flipper Zero.

Daneben gibt es Unterstützung für U2F, also für eine entsprechende Zwei-Faktor-Authentifizierung, wie sie z. B. auch mit dem YubiKey umgesetzt wird.

Einrichtung

Nachdem der Flipper Zero ausgepackt wurde, kann mit der Ersteinrichtung begonnen werden. Der Flipper Zero verfügt über einen microSD-Port, in welchem eine entsprechende microSD-Karte hinterlegt werden sollte. Bei zu kurzen Fingernägeln, kann der Vorgang des Einsetzten der Karte etwas unpraktisch sein, ist aber mit etwas Geschick zu bewerkstelligen.

In der Theorie funktioniert das Gerät auch ohne eine entsprechende microSD-Karte, allerdings ist die Praktikabilität etwas eingeschränkt, da auf der microSD-Karte entsprechende Datenbanken und Ähnliches gespeichert werden.

Eine microSD-Karte wird nicht mitgeliefert. Bei der Wahl der Karte sollte auf Karten von Markenherstellern gesetzt werden. Hintergrund ist, dass der Flipper Zero per SPI-Modus auf die Karten zugreift, während bei einem Rechner im Normalfall mit dem SDIO-Modus gearbeitet wird.

Bei günstigen microSD-Karten ist die Unterstützung für den SPI-Modus in vielen Fällen fehlerhaft oder unzureichend implementiert und kann zu Problemen führen.

Unterstützt werden microSD-Karten bis zu einer Kapazität von 128 GB, allerdings genügt in den meisten Fällen eine Karte mit einer Kapazität von 16 oder 32 GB. Die microSD-Karte für den Flipper Zero kann FAT32 oder exFAT formatiert sein.

Die Formatierung kann auch über das Gerät selbst vorgenommen werden, sodass hier keinerlei Vorbereitung am Rechner notwendig ist. Dabei wird die microSD-Karte bis zu einer Größe von 32 GB mit FAT32 formatiert, darüber hinaus mit exFAT.

Firmware-Update

Da der Flipper Zero mit einer relativ alten Firmware ausgeliefert wird, sollte im ersten Schritt die entsprechende Firmware aktualisiert werden. Dazu soll laut Anleitung die Webseite update.flipperzero.one besucht werden, welche die entsprechenden Möglichkeiten des Updates aufzeigt.

Angeboten werden zwei Möglichkeiten, das Gerät zu aktualisieren. Bei der ersten Möglichkeit wird die Applikation qFlipper genutzt, welche als Desktop-Anwendung unter Linux, macOS und Windows zur Verfügung steht.

Daneben existiert mittlerweile auch die Möglichkeit das Gerät über die entsprechende mobile App (iOS, Android) zu aktualisieren. Allerdings steht diese Möglichkeit erst neueren Firmware-Versionen zur Verfügung, sodass bei der Erstaktualisierung die qFlipper-Applikation genutzt werden muss.

‎Flipper Mobile App
‎Flipper Mobile App
Preis: Kostenlos
Flipper Mobile App
Flipper Mobile App
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Neben diesen beiden Methoden wird unter my.flipp.dev an einer Methode gearbeitet, die Aktualisierung über den Browser vorzunehmen. Diese wird allerdings noch als experimentell eingestuft und sollte nicht genutzt werden.

Das Firmware-Update wird durchgeführt

Nachdem Start der Applikation kann der Flipper Zero mit dem Rechner verbunden werden. Wurde dieser erkannt, kann das Update gestartet werden.

qFlipper weist auch darauf hin, ob eine microSD-Karte im Gerät erkannt wurde. Auch ohne microSD-Karte kann die Firmware-Aktualisierung vorgenommen werden. Wird später eine entsprechende Karte im Gerät installiert, können die entsprechenden Datenbanken ebenfalls über qFlipper auf diesem installiert werden.

Die eigentliche Aktualisierung selbst dauert nur knapp eine bis zwei Minuten und ist relativ schnell abgeschlossen. Damit ist das Gerät einsatzbereit und kann genutzt werden.

Der grüßende Delfin

Am Anfang begrüßt der Cyberdelfin den Nutzer und bedankt sich unter anderem für die Unterstützung auf Kickstarter. Anschließend kann das Gerät genutzt werden.

Der Delfin bedankt sich für die Unterstützung

Der Delfin ist hierbei eine Anspielung auf die Kurzgeschichte Johnny Mnemonic, von William Gibson, in welcher ein entsprechender Cyberdelfin mit dem Namen Jones vorkommt.

Die Steuerung erfolgt, wie oben erwähnt, über das Steuerkreuz und den Bestätigungs- bzw. Zurück-Button.

Mit einem Druck des Rechts-Button wird der Pass des Cyberdelfins angezeigt. Der Cyberdelfin ist ein elementarer Bestandteil des Flipper Zero und soll eine Art Tamagotchi-Erlebnis liefern. Neben einem Namen, der automatisch für das Gerät vergeben wird, verfügt der Delfin über ein Level, das aktuell bis Level 3 gesteigert werden kann. Dieses Level steigt mit der Nutzung Flipper Zero. Daneben verfügt der Delfin über eine Gemütslage, von Glücklich zu Okay bis hin zu Schlecht. Der Name wird bei der Produktion fest vergeben. Dazu wurde ein neuronales Netz mit den Namen der Pokémon trainiert.

Ein Druck auf den Oben-Button führt zum Sperrmenü des Flipper Zero. In diesem kann das Gerät gesperrt werden, eine PIN gesetzt und in der Theorie der sogenannte DUMB mode aktiviert werden.

In diesem noch nicht implementierten Modus, soll das Gerät nur noch Spiele spezifische Funktionalität anzeigen und somit wie ein Spielzeug aussehen, falls es einmal unauffälliger zugehen soll.

Die Links- und Unten-Buttons können im Menü frei belegt werden und sind im Auslieferungszustand mit dem Sub-Ghz-System und dem NFC-System belegt.

Ein Druck auf die mittlere Taste öffnet das Menü. Neben dem Zugriff auf die unterschiedlichen Subsysteme finden sich hier die Einstellungen und die Plugins. Eines der Plugins ist das Spiel Snake, sodass Freunde eines alten Nokia-Telefons auf ihre Kosten kommen.

In den Einstellungen können Informationen zur Hardware eingesehen werden, das System konfiguriert und Informationen über den genauen Stromverbrauch des Gerätes ermittelt werden.

Neben der Bedienung über das Menü- bzw. das Steuerkreuz gibt es einige Spezialkombinationen. Für einen Neustart z. B. wird das Steuerkreuz nach links gedrückt und gleichzeitig die Zurück-Taste für einige Momente gedrückt. Der Neustart ist nach knapp zwei Sekunden abgeschlossen und das Gerät kann dann wieder genutzt werden.

Kompanion-Applikationen

Bei Firmware-Upgrade wurde bereits erläutert, dass es für den Flipper Zero unterschiedliche Applikationen existieren. Diese sollen noch einmal kurz im Detail beleuchtet werden.

qFlipper

Die Applikation qFlipper, dient unter anderem der Aktualisierung des Gerätes. Daneben können dort Informationen über die Firmware und die Datenbanken ermittelt werden.

qFlipper bietet ein Update an

Was die Firmware-Aktualisierungen betrifft, ermöglicht qFlipper die Auswahl der entsprechenden Channels, sodass der Flipper Zero auch mit der Entwicklungsfirmware bespielt werden kann.

Auch ein Zugriff auf die microSD-Karte ist über qFlipper möglich, sodass über diesen Weg Dateien auf die microSD-Karte gelegt werden können oder von dort heruntergeladen werden können.

Der Quelltext der App ist auf GitHub verfügbar und unter der GPL3 lizenziert und damit freie Software. Technisch handelt es sich um eine in C++ geschriebene Applikation, welche das Qt-Framework nutzt.

App für Mobilgeräte

Neben qFlipper existieren für iOS und Android entsprechende mobile Apps. Mit dieser kann die Firmware ebenfalls aktualisiert werden und es können interne Informationen über das Gerät eingesehen werden.

Über die mobilen Apps können unter anderem die ausgelesenen Schlüssel verwaltet werden

Ein wichtiges Feature der Applikation ist die Verwaltung eingelesener Schlüssel und Ähnlichem. Über den Archive-Tab der Applikationen können diese bequem verwaltet und entsprechend benannt werden.

Zwar verfügt der Flipper Zero über eine Bildschirmtastatur, über welche die Schlüssel benannt werden können, allerdings ist dies mit den mobilen Applikationen wesentlich angenehmer.

Auch das Streaming des Bildschirminhaltes des Flipper Zero, z. B. für Screenshots, ist mit der App möglich. Genau wie die qFlipper-Applikation enthalten die mobilen Apps einen Dateimanager, um auf den internen und externen Speicher des Flipper Zero zuzugreifen.

My Flipper

Neben diesen nativen Applikationen existiert mit My Flipper eine Webapplikationen, welche aktuell nur im Browser Chrome funktioniert. Geschuldet ist dies der Nutzung der Web Serial API.

Die Webapplikation My Flipper

Über die Webapplikation, können Spielereien vorgenommen werden, z. B. die Nutzung des Flippers als Ausgabegerät für Zeichnungen, welche in der Webapplikation vorgenommen werden oder auf die Kommandozeile zugegriffen werden.

Kommandozeile

Dies funktioniert auch per Terminal z. B. unter macOS. Dazu muss nach dem Anschluss des Flipper Zero das entsprechende Gerät ermittelt werden:

ls /dev/cu.usbmodemflip*

Nun kann sich mit dem Gerät verbunden werden:

screen /dev/cu.usbmodemflip_Uchfun1

Über die Kommandozeile können unter anderem die GPIO-PINs gesteuert werden.

Dokumentation und Community

Mit docs.flipperzero.one verfügt der Flipper Zero über eine entsprechende Dokumentation, welche im Moment allerdings noch an vielen Stellen lückenhaft oder nicht vorhanden ist.

Wohl unter anderem deshalb sucht Flipper Devices nach einem Technical Writer.

Allerdings hilft die Community bei vielen Fragen rund um das Gerät weiter. Neben dem offiziellen Forum existiert ein entsprechender Discord-Server.

Eine weitere Auflistung rund um die Community und interessanter Projekte rund um den Flipper Zero findet sich bei Awesome Flipper, welches sich als guter Einstiegspunkt anbietet.

Die offiziellen Applikationen rund um den Flipper Zero, sowie die Firmware sind auf GitHub verfügbar. Die mobilen Applikationen sind unter der MIT-Lizenz, qFlipper und die Firmware unter der GPL3 lizenziert und damit freie Software.

Made in Russia

Mit dem Projekt, wurde die Firma Flipper Devices Inc., nach US-amerikanischem Recht gegründet und registriert, bei welcher es sich, zumindest was den Sitz in den USA angeht, um eine Briefkastenfirma handelt.

Das eigentliche Büro des Projektes bzw. der Firma befindet sich Moskau. Mit der Invasion der Ukraine stellte sich die Frage, ob die Geräte aufgrund der politischen Lage noch ausgeliefert werden. Das Team formulierte seine Gedanken und die entsprechenden Informationen darüber klar:

Our team consists of both Ukrainians and Russians. And all of us have friends and relatives on both sides. We are all very worried about the ongoing events and consider it necessary to speak out.

We are radically against the ongoing „special military operation*“ and none of our team members support it. All sensible Russian-speaking professionals in the IT industry adhere to the same opinion.*

We want to live and develop in a peaceful, professional, and competitive environment where the main values are honesty, common sense, laws, and human rights. Where contracts are respected, institutions work, and international business can be created.

Current events will not affect the Flipper Zero production in any way, and all ordered devices will be shipped to backers and those who have pre-ordered, though there may be delays for customers from the CIS countries due to logistics disruptions in the region.

*We refer to these events using the „officially approved“ wording in order to comply with the new law, violation of which is punishable by up to 15 years in prison.

Hier bleibt es zu beobachten, wie sich die Lage in den nächsten Jahren entwickelt und ob dies die Weiterentwicklung des Gerätes beeinträchtigt.

Fazit

Nachdem das Projekt bei Kickstarter ein großer Erfolg wurde, änderte das Team seine Pläne hinweg von einer Kleinserie für wenige Professionelle hin zu einem professionellen Anbieter von Pentesting-Geräten. Neben dem eigenen Shop soll in Zukunft auch über Plattformen wie Amazon geliefert werden.

Auf der Hardware-Seite erhält der Nutzer ein ausgereiftes Gerät und auch die Firmware weiß an einigen Stellen bereits zu glänzen, auch wenn es hier noch weiterführende Pläne gibt.

Aktuell findet der Support für das dynamische Laden von ELF-Binäries für die Plugins in der Erprobung. Im Moment müssen diese direkt mit der Firmware kompiliert und anschließend die Firmware geflasht werden. Das eröffnet die Möglichkeit, unterschiedlichste Plugins einfach mit dem Gerät nutzen zu können.

Bis zur Version 1 der Firmware, soll unter anderem die Dokumentation wesentlich verbessert und die Anzahl der unterstützten Funkprotokolle erhöht werden.

Die Kompanion-Applikationen wirken ausgereift und werden sicherlich in Zukunft durch entsprechende Updates aufgewertet.

Während das Gerät für Backer 119 US-Dollar kostete, beträgt der reguläre Retail-Preis 169 US-Dollar. Bestellt werden kann es über den offiziellen Shop, wobei mit längeren Lieferzeiten zu rechnen ist. Wer als Kickstarter-Backer seinen Flipper Zero noch nicht in den Händen hält, kann den aktuellen Status der Auslieferung auf ship.flipp.dev verfolgen.

Alles in allem erhält der Nutzer ein Gerät, welches viele Funktionalitäten, welche es früher nur einzeln gab, in einem kompakten System zusammenfasst. Mit weiteren Verbesserungen und Erweiterungen der Firmware und Kompanion-Applikationen wird der Flipper Zero zu einem wertvollen Begleiter.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Golem.de und ist hier in einer alternativen Variante zu finden.

Controller unter macOS testen

Nach der Reparatur eines Controller wollte ich diesen unter macOS testen und war auf der Suche nach einer entsprechenden App um dies zu bewerkstelligen. Fündig geworden bin ich bei Controllers Lite.

Mittels Controllers Lite kann der Controller überprüft werden

Die App unterstützt mehrere Eingabegeräte und hebt die entsprechend gedrückten Button und Sticks automatisch hervor, sodass alle Buttons und Achsen des Controllers getestet werden können.

‎Controllers Lite
‎Controllers Lite
Preis: Kostenlos

Bezogen werden kann Controllers Lite über den Appstore. Neben der Light-Version existiert außerhalb des Appstores eine Version, welche unter anderem das Mapping des Controllers auf Tasten unterstützt.

Notenschlüssel berechnen lassen

Ab und an benötige ich für Tests, die ich kontrolliere, einen Notenschlüssel. Bei einem solchen Test werden am Ende eine bestimmte Anzahl Punkte vergeben. Anhand dieser Punkte soll nun ein Notenschlüssel errechnet werden. Natürlich kann ein solcher Notenschlüssel problemlos per Hand berechnet werden.

Als Ergebnis wird ein Notenschlüssel bereitgestellt

Einfacher funktioniert das Ganze mit etwas Hilfe. Unter lehrerfreund.de finden sich entsprechende Notenschlüsselrechner. Nach Eingabe der Punktzahl wird unkompliziert ein entsprechender Notenschlüssel berechnet. Dabei werden, je nach Rechner, unterschiedliche Verfahren genutzt.