Das Librem 5 gibt sich bei Hard- und Software so frei wie möglich. Wichtige Komponenten lassen sich abschalten und auch austauschen.

In den letzten Jahren ist einer zunehmenden Zahl von Zeitgenossen klar geworden, dass die beiden dominanten Mobilbetriebssysteme Android und iOS nicht der Weisheit letzter Schluss sind, was den Schutz der Privatsphäre angeht. Deshalb entstanden in verschiedenen Nischen Alternativen, die sich Themen wie Sicherheit und Schutz der persönlichen Daten auf die Fahne schreiben. Zudem erwachte die Sparte der Linux-Phones aus dem Dornröschenschlaf, in dem sie die letzten Jahre bis 2019 lag.

Das sozial ausgerichtete Unternehmen Purism, über dessen Firmenphilosophie wir bereits 2018 berichteten [1], hat mehr als vier Jahre an der Verwirklichung seines Traums gearbeitet und lieferte ab Oktober 2019 die erste Auflage des Linux-Smartphones Librem 5 an die Vorbesteller aus. Die Entwicklung eines Linux-Phones und dessen erfolgreiche Platzierung im Markt ist ein schwieriges Unterfangen, an dem selbst Unternehmen wie Nokia, Motorola, Mozilla und Canonical in der Vergangenheit bereits scheiterten.

Herkulesaufgabe

Purism ist mit dem Librem 5 ein Abenteuer eingegangen, bei dem beim Abschluss der Finanzierungskampagne mit 2,13 Millionen US-Dollar nicht klar war, ob sein Ziel erreicht werden könnte, ein Smartphone für Linux mit Fokus auf den Schutz der Privatsphäre zu bauen und eine Infrastruktur rundherum zu initiieren, die es mit ausreichend Apps versorgt. Die meisten Unterstützer des Crowdfundings haben dabei bewusst eher in die Idee eines tragfähigen und nachhaltigen Ökosystems für Linux-Phones investiert als in das Gerät selbst. Sie stimmten mit ihrem Geldbeutel über die Richtung ab, die eine Branche ihrer Meinung nach einschlagen sollte.

Wie steinig der Weg zur Verwirklichung eines Smartphones heutzutage ist, schildert ein Vortrag von Purisms CTO Nicole Färber (Abbildung 1), den sie auf dem CCC-Camp 2019 hielt [2]. Um dem Librem 5 gerecht zu werden, sollten wir uns von der gewohnten Sichtweise verabschieden und das Gerät nicht als Smartphone wahrnehmen, sondern als Linux-Computer, mit dem man auch telefonieren kann. War das Librem 5 beim Crowdfunding für 599 US-Dollar zu haben, kostet es mittlerweile stattliche 1199 Dollar und legte Anfang März 2021 um weitere 100 US-Dollar zu, um die in der Pandemie teilweise enorm gestiegenen Einkaufspreise für Komponenten aufzufangen. Damit liegt der Preis bei dem eines gut ausgestatteten Notebooks. Wir sehen uns an, was das Librem 5 für diesen stolzen Preis bietet.

Abbildung 1: Das Librem 5 wird in China gefertigt und in den USA fertig montiert. Die technische Leiterin Nicole Färber besuchte während der Entwicklung die Fertigungsstätte.

Status Quo

Zunächst einmal braucht es einige Worte zu den Unterschieden des Librem 5 zu den Geräten von der Stange, um zu verstehen, was Purism hier geleistet hat (Abbildung 2). Handelsübliche Smartphones verwenden ein hoch integriertes SoM [3], das neben der CPU auch Modem und Baseband sowie alle weiteren Komponenten für WLAN, Bluetooth und GPS enthält. Das ist für die Hersteller eine feine Sache – die kompakte Platine verbindet alle Komponenten auf kurzen Wegen. Damit lassen sich leichte und dünne Smartphones entwerfen.

Abbildung 2: Anders als die meisten aktuellen Smartphones verfügt das Librem 5 neben einem USB-C-Anschluss zusätzlich über eine 3,5-mm-Klinkenbuchse.

Allerdings kann man damit kein freies Smartphone realisieren, bei dem der Besitzer in allen Belangen die volle Kontrolle behält. Purism stellte 2017 bei den ersten Recherchen schnell fest, dass man beispielsweise nicht einfach ein Modem mit Sprachfunktion einkaufen kann. Der bei solchen integrierten Chips führende Hersteller Qualcomm verkauft kein einzelnes Modem mit Sprachfunktion, und um ein eigenes Modem produzieren zu lassen, müsste man sechsstellige Stückzahlen ordern.

Das Librem 5 verfolgt ein technisch aufwendiges Design, das zehn Schichten auf der Hauptplatine erfordert und das wegen des getrennten Aufbaus etwa drei Mal so viele Komponenten benötigt wie ein Standard-Smartphone. Die einzelnen Bausteine musste Purism auf dem Markt ausfindig machen, testen, im Zweifelsfall verwerfen, weiter suchen und wieder testen, bis eine Kombination von Komponenten gefunden war, die den Ansprüchen genügte. Die besagten, dass die Funkbestandteile wie Mobilfunk, WLAN und Bluetooth von der CPU getrennt sein müssen, damit sie nicht im Zugriff des Hauptspeichers der CPU liegen (Abbildung 3).

Abbildung 3: Die Leiterplatte für das von Purism für das Librem 5 eigens entworfene Mainboard besteht aus zehn Schichten. Insgesamt sind im Librem 5 drei Mal so viele Komponenten verbaut wie in einem herkömmlichen Smartphone.

Getrennte Komponenten

Als CPU kam dabei letztlich nur der NXP i.MX8M infrage, da der SoC als einer der ersten die Vivante-GC7000lite-GPU mit dem freien Etnaviv-Treiber [4] unterstützte. Im Gegensatz zu allen anderen Smartphones ist beim Librem 5 der Baseband-Prozessor (Funk) kein Bestandteil des SoC, sondern ein separater Baustein. Wäre das nicht der Fall hätte er vollen Zugriff auf den Hauptspeicher, der sich darüber wie bei handelsüblichen Smartphones jederzeit auslesen ließe, ohne dass der Benutzer etwas davon bemerkt.

Die üblichen SoCs für Smartphones, deren Produktion sich seit Jahren immer mehr auf ganz wenige große Hersteller konzentriert wie Qualcomm und Mediatek, enthalten aus regulatorischen Gründen im Modem eine nicht näher bekannte Firmware. Hinzu kommen vermutlich eine ganze Menge Zusatzfunktionen, die nur die dafür verantwortlichen Netzbetreiber kennen. Durch das Auslagern des Modems in einen eigenen M2-Slot hat die CPU des Librem 5 zur Laufzeit keinen Zugriff auf die Firmware. Dieses Bauteil vom Rest des Systems zu trennen und per USB anzubinden ist vermutlich der wichtigste Schritt zu einem freien Smartphone im Sinne der Respects-Your-Freedom-Zertifikation der Free Software Foundation [5], die Purism mit dem Librem 5 anstrebt.

Die Auslagerung des Modems sowie separate GPS- und WLAN-Chips ermöglichen zudem erst, Komponenten bei Bedarf per Hardwareschalter (Kill Switch) elektrisch völlig abzukoppeln. Das reicht bis hin zu den verbauten Sensoren. Zudem lassen sich die Batterie und das Modem problemlos austauschen. Wer viel reist, kann also immer ein Modem einstecken, das den besuchten Erdteil abdeckt. Der im Modem integrierte GNSS-Chip zur satellitengestützten Navigation bleibt ausgeschaltet, auch hier verwendet Purism einen separaten Chip.

Die hier aufgezählten Maßnahmen umfassen nur einen Teil dessen, was verhindern soll, dass der Anwender von Google und Konsorten überall verfolgt werden kann. Purism hat sich hier eine Herkulesaufgabe aufgebürdet, besonders wenn man bedenkt, dass die Hardware nur eine Seite der Medaille ist. Auf Softwareseite dient das hauseigene PureOS als Grundlage, die für ein Smartphone nötigen Apps entwickelte Purism hinzu.

Auch dabei führte die Entscheidung für eine separate Auswahl der Hardwarekomponenten zu sehr viel Mehrarbeit. Nehmen wir als Beispiel die Kamera: Es dauerte Monate, bis es den Entwicklern gelang, dieser Komponente auch nur ein rudimentär als solches erkennbares Foto zu entlocken. Das liegt daran, dass für die separat eingekaufte Komponente deren Hersteller keinerlei Anleitung oder Unterstützung lieferte, mit welchen Befehlen man hier unter Linux zu einer funktionierenden Konfiguration kommt.

Zu den auf GTK-Basis entwickelten Apps zählen unter anderem die Oberfläche Phosh (Abbildung 4) und der Wayland-Fenstermanager Phoc (Abbildung 5) ebenso wie der Chat-Client Chatty, die Telefonie-App Calls, die virtuelle Tastatur Squeekboard sowie eine Terminal-App. Aus dem Gnome-Fundus adaptierte Apps wie ein Dateimanager (Abbildung 6) oder eine Wetter-App (Abbildung 7) ergänzen diesen Grundstock. Eine Webseite listet den derzeitigen Stand der auf den Formfaktor angepassten verfügbaren Apps auf [6].

Abbildung 4: Der App-Drawer der bei Purism entwickelten Oberfläche Phosh zeigt die vorinstallierten Apps und bindet auch installierte Flatpaks und Webapps ein. Über einen Schalter können alle Apps sowie lediglich mobilfreundliche Apps angezeigt werden.

Abbildung 5: Aktive Apps zeigt der App-Drawer oberhalb an, sie werden per Klick in den Vordergrund geholt oder per Wischgeste nach oben beendet.

Abbildung 6: Der Gnome-Dateimanager Files (ehemals Nautilus) macht auch auf dem Librem 5 eine gute Figur und erleichtert die Handhabung der gespeicherten Dateien.

Abbildung 7: Die Wetter-App ist einfach gehalten, reicht aber für den Überblick, was einen vor der Tür erwartet. Wenn das nicht reicht, kann auch hier eine Web-App einen Mehrwert bieten.

Die Vorbesteller der ersten Stunde mussten eine harte Bewährungsprobe überstehen, denn es dauerte vier Jahre inklusive einiger Verschiebungen, bevor sie den Realität gewordenen Traum eines Linux-PCs für die Hosentasche in Händen halten konnten. Nun stellt sich die Frage, wie alltagstauglich das Librem 5 derzeit ist.

Den Anspruch, das bisher genutzte Telefon in die Schublade zu verfrachten und künftig seinen Alltag mit dem Librem 5 zu bestreiten, dürften derzeit nur hartgesottene Anwender in die Tat umsetzen können. Man kann Purism – teils zu Recht – vorwerfen, das Unternehmen habe bei der Software den Anwender zum Tester gemacht. Wenn man es positiv sieht, darf man die Entwicklung eines mobilen Betriebssystems miterleben.

Hardware

Nach dem Auspacken hinterlässt das 260 Gramm schwere und mit 14 Millimeter recht dicke, mit einem 5,7-Zoll-Display (720 x 1440 Pixel) ausgestattete Telefon den Eindruck hochwertiger Verarbeitung. An der rechten Seite finden sich der Ein-Aus-Schalter sowie die Lautstärkewippe, linksseitig drei Schalter für die sogenannten Kill Switches sowie der Einschub für eine SD- sowie eine SIM-Karte. Bei den Kill Switches handelt es sich um Schalter zur kompletten elektrischen Trennung des Geräts von WLAN und Bluetooth, von Mikrophon und Kamera sowie vom Mobilfunkmodem (Abbildung 8).

Abbildung 8: Die leicht erreichbaren Schalter zur elektrischen Trennung von WLAN und Bluetooth, Mikrophon und Kamera sowie vom Mobilfunkmodem sind linksseitig angebracht.

Der bereits 2017 auf den Markt gekommene Prozessor i.MX8M der Firma NXP wurde eigentlich eher für den Einsatz im IoT und Smart Home entwickelt und kann mit den SoCs moderner Smartphones nicht mithalten. Das muss er auch nicht, denn durch das im Vergleich mit Android und iOS sehr leichtgewichtige Betriebssystem PureOS auf Debian-Basis lässt sich mit dem Librem 5 relativ zügig arbeiten. Es ist um einiges flotter unterwegs als das Pinephone mit seinem Allwinner-A64-SoC.

Software

PureOS basiert auf Debian “Testing” und wurde von Purism für seine Notebooks und das Librem 5 so angepasst, dass die Free Software Foundation es 2017 in die Liste der freien Distributionen aufnahm [7]. Neben der Systemaktualisierung bietet das Librem 5 in kurzen Abständen Aktualisierungen des Paketbestands, die sich über den PureOS-Store oder das Terminal einspielen lassen (Abbildung 9). Gelegentlich auftretende Fehler wie unmotivierte Neustarts oder ab und zu ein für Sekunden nicht reagierendes System lassen sich dem Bereich Software zuordnen und somit beherrschen.

Abbildung 9: Aktualisierungen des Systems oder einzelner Pakete erfolgen über den Paket-Shop Gnome Software oder auf der Kommandozeile. Wer Debian oder eines der Derivate kennt, kommt hier sofort klar.

Im November 2021 wurde das Betriebssystem des Librem 5 auf PureOS 10 “Byzantinum” angehoben. Damit ging insgesamt eine Stabilisierung aller Dienste und eine Beschleunigung des Gesamtsystems einher [8]. Die Installation ist jetzt standardmäßig mit LUKS verschlüsselt. Anwender, die noch PureOS 9 verwenden, müssen die Software neu flashen [9], um ein verschlüsseltes System zu erhalten.

PureOS 10 bringt anfängliche Unterstützung für SIP-Anrufe. Telefonie über VoLTE (Voice over LTE) funktioniert abhängig vom Provider. Die App Chatty beherrscht neben SMS, MMS und Matrix nun auch XMMS. WLAN und Bluetooth funktionieren ohne Murren. Das Nutzer-Interface reagiert überwiegend fließend, lediglich der Start größerer Apps dauert bis zu fünf Sekunden. GPS arbeitet noch nicht genau genug, die angezeigte Position weicht oft 50 bis 100 Meter von der tatsächlichen ab (Abbildung 10).

Abbildung 10: Die Standortbestimmung der App Gnome Karten liegt um etwa 100 Meter daneben. Darüber hinaus fehlt die Möglichkeit der Navigation.

Was kann das Librem 5?

Telefonie ist auch bei einem Linux-Smartphone die Grundfunktion. Hier haben sich beim Librem 5 in den letzten Monaten die Sprachqualität, Latenz und die Eliminierung von Echos verbessert, befinden sich jedoch noch weit vom Idealzustand entfernt. Kaum jemand kommt ohne elektronischen Kalender aus, und so gehört auch der zu den Must-haves eines Mobiltelefons. Viele Anwender nutzen den mit dem Google-Konto verknüpften Google-Kalender.

Wer es mit dem Abschied von Google ernst meint und zudem über eine Next- oder Owncloud-Instanz verfügt, der hat mit dem Librem 5 eine gute Möglichkeit, einen großen Schritt in Richtung Datenunabhängigkeit zu tun. Bei der Ersteinrichtung offeriert das Librem 5 die Integration eines vorhandenen Nextcloud-Kontos und synchronisiert Kalender und Kontakte automatisch.

Der Bestand an Apps für das Smartphone lässt sich sowohl per Flatpak und AppImage als auch über Webapps aufstocken. Dank des vorinstallierten Flatpak kann der Anwender nach dem Einbinden von Flathub Pakete über die Anwendung Gnome Software per Mausklick installieren. Wie gut die sich dann an den Formfaktor des Displays anpassen, variiert von Fall zu Fall.

Das Erstellen von Webapps ist gut gelöst. Eine im Browser geöffnete Webseite lässt sich über das Hamburger-Menü oben rechts durch einen Klick auf Seite als Web-Anwendung installieren als in einem Container isolierte Webapp einbinden (Abbildung 11). In Zukunft sollen auch virtualisierte Apps und emulierte Cloud-Apps verfügbar sein, die ebenfalls dazu beitragen, möglicherweise benötigte Anwendungen zu sichern und zu isolieren.

Abbildung 11: Zur Navigation lässt sich Komoot überreden, das man auch als Web-App einbinden kann.

Konvergenz

Ein wichtiger Punkt im Konzept des Librem 5 stellt die echte Konvergenz von PureOS dar, ein Punkt, den bisher kein weiterer Hersteller so weit ausgereizt hat. Dabei hängt man das Librem 5 an ein USB-C-Dock mit Display, Maus und Tastatur oder an einen Monitor respektive Fernseher mit USB-C-Anschluss. In den Einstellungen des Librem 5 wählt man dann unter Bildschirme den externen Monitor. Auf diese Weise ist der Desktop überall mit dabei.

Beim bereits erwähnten Reflash von PureOS muss man nicht zwangsläufig zu PureOS 10 greifen. Als gut dokumentierte Alternativen bieten sich unter anderem Mobian [10], PostmarketOS [11] und Arch Linux [12] an. Allerdings gestaltet sich deren Installation aufwendiger als beim Pinephone und ähnelt eher dem Flashen eines Custom-ROMs.

Das Librem 5 verfügt über einen Einschub für OpenPGP-Smartcards. Dahinter verbirgt sich ein fälschungssicherer Chip, wie er etwa in USB-Sicherheitstokens wie dem Librem Key [13] oder in Kreditkarten zum Einsatz kommt. Er kann auf den sicher gespeicherten Daten eine Reihe von kryptografischen Operationen vornehmen, ohne dass diese die Smartcard verlassen. Exportieren lassen sich lediglich die Resultate.

Die Smartcards eignen sich unter anderem zur sicheren Verwahrung von GPG-Schlüsseln, was ermöglicht, mit dem Librem 5 per SSH Kontakt aufzunehmen. Dazu muss man für die erste Verbindung SSH aktivieren. Mit dem Dienst Librem One [14] bietet Purism einen Strauß von Bezahldiensten wie E-Mail, VPN, Chat und Social Media, der die Dienste des Librem 5 ergänzt. Weitere Services, wie unter anderem verschlüsselter Cloud-Storage und Backup sind in Planung.

Die größten verbleibenden Probleme des Librem 5 stellen die starke Wärmeentwicklung und die unzureichende Akku-Laufzeit dar. Letztere beschränkt sich auf 5 bis 6 Stunden bei moderater Verwendung. Bei der Kamera muss man die Werte für Blende und Belichtungszeit noch händisch auswählen, eine Automatik gibt es in der Megapixel-App noch nicht.

Fazit und Ausblick

Trotz der noch vorhandenen Schwächen macht das Librem 5 durchaus Spaß, sowohl beim Experimentieren als auch beim Verfolgen der Entwicklung über ständige Upgrades. Der ausgereiften und gut verarbeiteten Hardware steht Software in unterschiedlichsten Phasen der Entwicklung gegenüber. Purism hat hier ganz offensichtlich den Aufwand unterschätzt, konnte aber die Vorbesteller nicht mehr länger warten lassen. Es dürfte noch rund ein Jahr dauern, bis das Purism-Smartphone tatsächlich als täglicher Begleiter dienen kann. Im Moment ist es eher ein verlockendes Versprechen, dass Purism noch erfüllen muss.

Alles in allem handelt es sich beim Librem 5 weniger um ein Smartphone als vielmehr um eine Aussage und ein Ideal. Das Gesamtsystem ist noch alles andere als perfekt. Das hat aber auch kein ernsthaft mit der Materie befasster Zeitgenosse zu diesem Zeitpunkt erwartet. Wer sich an die ersten Smartphones mit Android erinnert, weiß, was gemeint ist.

Der exorbitante Preis des Librem 5 lässt sich mittlerweile mit vernünftigen Argumenten nicht mehr vertreten. Nicht, weil das Librem 5 es nicht wert wäre, sondern weil es für die meisten Interessenten jenseits dessen liegt, was sie bereit oder in der Lage sind, für ein noch so gutes Smartphone zu bezahlen. Das schränkt die Verbreitung des Librem 5 merklich ein – eigentlich schade. Das Pinephone Pro für rund 400 US-Dollar schont zwar das Budget, kann aber das Librem 5 mit seinen Alleinstellungsmerkmalen nicht ersetzen. (jlu)