{"id":22926,"date":"2025-06-11T08:11:53","date_gmt":"2025-06-11T08:11:53","guid":{"rendered":"https:\/\/lamarr-institute.org\/?post_type=blog&#038;p=22926"},"modified":"2025-11-12T14:54:19","modified_gmt":"2025-11-12T14:54:19","slug":"fries-score-vertrauenswuerdige-ki","status":"publish","type":"blog","link":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/blog\/fries-score-vertrauenswuerdige-ki\/","title":{"rendered":"Der FRIES Trust Score: Wie die Vertrauensw\u00fcrdigkeit von KI quantifiziert werden kann"},"content":{"rendered":"\n<p><strong>K\u00fcnstliche Intelligenz ist keine abstrakte, immaterielle Vision der Zukunft mehr \u2013 sie ist mittlerweile Teil unseres Alltags und hilft bei medizinischen Diagnosen, Aktienmarktprognosen, l\u00f6st Aufgaben der Computer Vision, schreibt ausgefeilte Textpassagen und generiert faszinierende Bilder. Hierf\u00fcr werden riesige Datenmengen und geeignete Modelle ben\u00f6tigt. Doch nicht alle Datens\u00e4tze und Modelle sind gleichwertig: Was passiert, wenn Entscheidungen auf unsicheren Grundlagen basieren? Was passiert, wenn die Modelle voreingenommen, instabil oder nicht nachvollziehbar sind? Was geschieht, wenn die betreffenden Daten auf unrechtm\u00e4\u00dfige Weise gesammelt wurden? In einer Welt, in der KI-Algorithmen zunehmend in zentrale Bereiche unseres Lebens eindringen, wird ein Begriff immer bedeutender: Vertrauen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><br>Die Frage, die sich somit stellt, ist: Wie kann die Vertrauensw\u00fcrdigkeit von KI-Modellen so objektiv, ganzheitlich und systematisch wie m\u00f6glich gemessen werden? Auch wenn KI jetzt allgegenw\u00e4rtig zu sein scheint, haben Forschende diese entscheidende Frage noch nicht beantwortet. Ohne eine Antwort auf diese Frage ist jedoch kein Vergleich zwischen unterschiedlichen Modellen und Datens\u00e4tzen m\u00f6glich. Vergleichbarkeit und ein gemeinsames Verst\u00e4ndnis solcher Schl\u00fcsselbegriffe sollten von gr\u00f6\u00dftem Interesse f\u00fcr jede*n KI-Wissenschaftler sein.<\/p>\n\n\n\n<p><br>Genau hier kommt der FRIES Trust Score ins Spiel. Der Fokus dieses Scores liegt nicht nur auf einer technischen Metrik, sondern auf einem strukturierten Weg zu mehr Transparenz und Vergleichbarkeit in Modellen und Datens\u00e4tzen. Bevor wir den Score selbst ansprechen k\u00f6nnen, m\u00fcssen wir einige Schl\u00fcsselbegriffe diskutieren.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Was bedeutet &#8222;Vertrauen&#8220; im Kontext K\u00fcnstlicher Intelligenz?<\/h2>\n\n\n\n<p>Vertrauen ist ein Begriff, der oft in der Alltagssprache verwendet wird \u2013 aber in der (KI)-Forschung muss er pr\u00e4zise definiert werden, um eine gemeinsame Grundlage des Verst\u00e4ndnisses zu schaffen. Da bisher keine formale Definition festgelegt wurde, leiten aus relevanter Literatur ab, dass vertrauensw\u00fcrdige KI-Modelle und -Datens\u00e4tze eine Vielzahl ethischer, technischer und sozialer Anforderungen erf\u00fcllen m\u00fcssen und schlagen anschlie\u00dfend eine eigene Definition vor.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Die f\u00fcnf S\u00e4ulen des Vertrauens<\/h3>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Fairness<\/strong>: Modelle und Datens\u00e4tze d\u00fcrfen einzelne Gruppen nicht systematisch benachteiligen. Voreingenommene Trainingsdaten oder diskriminierende Entscheidungslogik gef\u00e4hrden die Fairness.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Robustheit<\/strong>: Modelle und Datens\u00e4tze m\u00fcssen auch unter widrigen Bedingungen wie rauschenden Eingabedaten oder gezielten Manipulationsversuchen (z.B. adversarial attacks) zuverl\u00e4ssig funktionieren.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Integrit\u00e4t<\/strong>: Modelle und Datens\u00e4tze d\u00fcrfen nicht unwissentlich manipuliert werden k\u00f6nnen. \u00c4nderungen m\u00fcssen nachverfolgbar und \u00fcberpr\u00fcfbar sein.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Erkl\u00e4rbarkeit<\/strong>: Modelle m\u00fcssen Entscheidungen f\u00fcr Entwickler*innen, Anwender*innen und Regulierungsbeh\u00f6rden so transparent wie m\u00f6glich machen. Ein vollst\u00e4ndiger Einblick in die zur Ausbildung eines Modells verwendeten Daten ist ebenso wichtig.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Sicherheit<\/strong>: Der Schutz sensibler Daten sowie der Zugang zu Modellen muss gew\u00e4hrleistet sein. Datenverletzungen sind um jeden Preis zu vermeiden.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<p>Diese f\u00fcnf Aspekte bilden das Fundament der Konzeptualisierung von Vertrauensw\u00fcrdigkeit und dienen als Bewertungsdimensionen f\u00fcr den FRIES Trust Score. Vor diesem Hintergrund definieren wir den Begriff &#8222;Vertrauen&#8220; im Kontext des Maschinellen Lernens wie folgt:<\/p>\n\n\n\n<p><br><em>Das Konzept von Vertrauen im Maschinellen Lernen umfasst den fairen Umgang mit Daten, robuste Leistungen beim Umgang mit anomalen Daten sowie die Gew\u00e4hrleistung von Daten- und Modellintegrit\u00e4t; dazu geh\u00f6rt auch die Bereitstellung erkl\u00e4rbarer Entscheidungen sowie die sichere Nutzung vertraulicher Informationen.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>Jetzt da diese f\u00fcnf S\u00e4ulen des Vertrauens sowie deren Definition erl\u00e4utert wurden, k\u00f6nnen wir den FRIES Trust Score selbst besprechen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Von der Qualit\u00e4tssicherung zur Vertrauensbewertung<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Konzepte Qualit\u00e4t und Vertrauensw\u00fcrdigkeit haben viel gemeinsam. In beiden F\u00e4llen verl\u00e4sst sich eine Person konzeptionell auf z.B. ein Produkt, einen Dienst oder eine Vorhersage. Wenn man beispielsweise an die Qualit\u00e4t eines Produkts glaubt, wird es bevorzugt genutzt; es wird kein Gedanke an potenzielle Ausf\u00e4lle oder M\u00e4ngel verschwendet (z.B. bei dem Einsatz eines Autos eines Herstellers, der als zuverl\u00e4ssig gilt). Dieses Gef\u00fchl \u2013 man k\u00f6nnte es als Gef\u00fchl des Vertrauens bezeichnen \u2013 kann h\u00f6chst subjektiv sein; Methoden zur Qualit\u00e4tssicherung existieren jedoch selbstverst\u00e4ndlich bereits. Solche Methoden umfassen <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Six_Sigma\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Six Sigma<\/a> oder <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/FMEA#:~:text=FMEA%20(englisch%20Failure%20Mode%20and,Zuverl%C3%A4ssigkeitstechnik,%20welche%20qualitative%20Aussagen%20liefert.\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Fehlerm\u00f6glichkeits- und Einflussanalyse<\/a> (FMEA). Angesichts der Gemeinsamkeiten zwischen Qualit\u00e4t und Vertrauensw\u00fcrdigkeit scheint es logisch zu sein, dass Methoden zur Qualit\u00e4tssicherung als Konsequenz aus dem Fehlen von Methoden zur Vertrauensbewertung eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n<p><br>Da sich FMEA (Fehlerm\u00f6glichkeits- und Einflussanalyse) als bew\u00e4hrte Methode zur Risikoidentifikation- und Bewertung im Ingenieurwesen etabliert hat \u2013 insbesondere im Qualit\u00e4tsmanagement \u2013, macht es Sinn, diesen Ansatz an den Kontext Vertrauensw\u00fcrdigkeit anzupassen. Unsicherheiten sowie Fehlerquellen m\u00fcssen ebenfalls in diesem Kontext bewertet werden. Dabei sind jedoch Anpassungen erforderlich.<\/p>\n\n\n\n<p><br>Die klassische FMEA bewertet Qualit\u00e4tsrisiken anhand dreier Faktoren auf einer Skala von 1 bis 10:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Vorkommen (Occurance) (O)<\/strong> \u2013 Wie wahrscheinlich ist das Auftreten des Fehlers?<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Bedeutung (Significance) (S)<\/strong> \u2013 Wie bedeutend w\u00e4ren die Folgen des Fehlers?<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Entdeckung (Detection) (D)<\/strong> \u2013 Wie wahrscheinlich wird der Fehler entdeckt?<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Diese Werte werden miteinander multipliziert, um das sogenannte RPN (Risk Priority Number) zu erhalten. Ziel von FMEA ist es dann, das resultierende RPN durch Implementierung neuer Schritte zur Qualit\u00e4tssicherung zu reduzieren.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Der FRIES Trust Score: Struktur und Funktion<\/h2>\n\n\n\n<p>Die FMEA wurde \u00fcbernommen und angepasst f\u00fcr die Quantifizierung von Vertrauensw\u00fcrdigkeit. Wir m\u00f6chten ebenfalls Risiken bewerten, allerdings nur hinsichtlich ihrer Vertrauensw\u00fcrdigkeit . Dar\u00fcber hinaus wollen wir Vertrauen an dieser Stelle nicht verbessern sondern lediglich quantifizieren. Da sich FMEA mit Qualit\u00e4tsverbesserung besch\u00e4ftigt , liegt es ganz bei den Anwenderinnen, welche Risiken bewertet werden. Diese sind theoretisch endlos, praktisch jedoch nicht miteinander vergleichbar, da jeder Anwenderin unterschiedliche Risiken bewerten k\u00f6nnte. Um diese Quelle subjektiver Wahrnehmung abzuschw\u00e4chen, stellen wir eine Liste von Risiken pro Aspekt des Vertrauens bereit, sowohl spezifisch f\u00fcr Modelle als auch f\u00fcr Datens\u00e4tze. Zur Vereinfachung steht diese Liste in einer CLI (Command Line Interface) zur Verf\u00fcgung, welche ebenfalls den endg\u00fcltigen Score liefert sowie eine JSON-Datei bereitstellt, welche f\u00fcr nachfolgende Analysen verwendet werden kann.<\/p>\n\n\n\n<p>Im Rahmen von Vertrauensw\u00fcrdigkeit werden Risiken f\u00fcr jede der f\u00fcnf S\u00e4ulen identifiziert (Fairness , Robustheit , Integrit\u00e4t , Erkl\u00e4rbarkeit , Sicherheit). Sie werden durch oben genannte O-, S- sowie D-Werte bewertet, wobei wir diese Werte von 0 bis 10 bewerten (0 = nicht vertrauensw\u00fcrdig; 10 = v\u00f6llig vertrauensw\u00fcrdig ) und ebenfalls multiplizieren. Allerdings wird hierbei eine Kubikwurzel angewendet, um die Punktverteilung zu verbessern. Die Addition des Wertes 0 erlaubt zudem besonders schwerwiegende Risiken hervorzuheben. Dies w\u00fcrde dazu f\u00fchren, dass ein Modell oder Datensatz insgesamt als nicht vertrauensw\u00fcrdig eingestuft w\u00fcrde (d.h., das Gesamtergebnis w\u00e4re 0, unabh\u00e4ngig von den verbleibenden Unterpunkten). Die resultierenden Scores pro Aspekt werden dann zusammengefasst und je nach spezifischer Aufgabe gewichtet. Schlie\u00dflich erh\u00e4lt derdie Anwenderin einen FRIES Trust Score, welcher ebenfalls zwischen 0 bis 10 liegt. Dieser l\u00e4sst sich somit entweder mit Bewertungen anderer Anwenderinnen zum selben Modell oder Datensatz vergleichen oder mit dem Score, welcher bei Anwendung auf ein anderes Modell oder Dataset erzielt wurde.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Wie der Score funktioniert \u2013 ein praktisches Beispiel<\/h2>\n\n\n\n<p>Ein KI-Modell, welches f\u00fcr automatisierte Bewerberauswahl verwendet wird, k\u00f6nnte folgende Risiken darstellen:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Fairness<\/strong>: Benutzereingaben f\u00fchren zu voreingenommenen Entscheidungen (O=9,S=5,D=8)<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Robustheit<\/strong>: Wiederholte Modelldurchf\u00fchrungen erzeugen keine gleichen oder \u00e4hnlichen Ergebnisse(O=4,S=5,D=7)<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Integrit\u00e4t<\/strong>: Es gibt keine Unsicherheiten bez\u00fcglich Ausgaben(O=9,S=4,D=9)<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Erkl\u00e4rbarkeit<\/strong>: Entscheidungen k\u00f6nnen von Stakeholdern nicht validiert werden(O=8,S=3,D=9)<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Sicherheit<\/strong>: Unzureichender Zugang zum Modell(O=7,S=4,D=6)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Die Bewertung dieser Risiken \u2013 abh\u00e4ngig davon, wie sie gewichtet sind \u2013 f\u00fchrt insgesamt zu einem FRIES Trust score von 6.24\/10. Ein solcher Wert w\u00fcrde kategorisiert als leicht \u00fcberdurchschnittlich gelten. Der Score zeigt, dass das System grundlegende Anforderungen erf\u00fcllt, aber Raum f\u00fcr Verbesserungen l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Wie geht es weiter?<\/h2>\n\n\n\n<p>Der FRIES Trust score stellt einen ersten Schritt hin zu einem gemeinsamen Verst\u00e4ndnis des Begriffs \u201eVertrauen\u201c dar sowie hin zu einer allgemein verwendeten Methode zur Quantifizierung desselben. Nat\u00fcrlich k\u00f6nnen berechtigte Kritiken am Ansatz ge\u00e4u\u00dfert werden, was wiederum neue Forschungsfragen er\u00f6ffnet: (Wie) kann die Subjektivit\u00e4t bei Bewertungen verringert werden? Welche Schulung ben\u00f6tigen Anwedner*innen, um den Score korrekt zu benutzen? Kann das Verfahren skaliert werde, um gro\u00dfe Systeme effizient einzusch\u00e4tzen? Sind die enthaltenen Risiken &amp; Aspekte ganzheitlich?<\/p>\n\n\n\n<p><br>All diese Fragen \u2013 und viele weitere \u2013 sind absolut legitim. Und werden hoffentlich bald beantwortet. Sicher ist jedenfalls, dass ein gemeinsames Verst\u00e4ndnis entscheidender Terminologie in jedem Forschungsfeld notwendig ist \u2013 einschlie\u00dflich vertrauensw\u00fcrdiger K\u00fcnstlicher Intelligenz. Mit dem Vorschlag dieser hier pr\u00e4sentierten Definition &amp; Quantifizierungsmetrik hoffen wir hierzu beigetragen haben. Vielleicht noch wichtiger hoffen wir andere Forschende inspiriert zu haben, sodass irgendwann eine allgemein akzeptierte Definition &amp; Quantifizierungsmetrik zum Konzept Vertrauensw\u00fcrdigkeit innerhalb K\u00fcnstlicher Intelligenz &amp; dar\u00fcber hinaus entstehen kann.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Sie m\u00f6chten noch tiefergreifendes Wissen zu diesem Thema erlangen?<\/strong> Dann lesen Sie das Paper <a href=\"https:\/\/link.springer.com\/chapter\/10.1007\/978-3-031-63787-2_15\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Benchmarking Trust: A Metric for&nbsp;Trustworthy Machine Learning<\/a> und die Dissertation unseres Autors <a href=\"https:\/\/eldorado.tu-dortmund.de\/items\/c79fcfd4-11a3-4379-bca1-a7fe3bab7288\/full\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Verl\u00e4ssliche Identifikation logistischer Entit\u00e4ten anhand inh\u00e4renter visueller Merkmale<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p><br><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wie kann die Vertrauensw\u00fcrdigkeit von KI-Modellen objektiv und systematisch gemessen werden? 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