{"id":4525,"date":"2022-04-06T03:32:44","date_gmt":"2022-04-06T03:32:44","guid":{"rendered":"https:\/\/lamarr-institute.org\/blog\/gaia-x\/"},"modified":"2025-11-12T14:53:13","modified_gmt":"2025-11-12T14:53:13","slug":"gaia-x","status":"publish","type":"blog","link":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/blog\/gaia-x\/","title":{"rendered":"Gaia-X: Die Cloud f\u00fcr KI-Entwicklung?"},"content":{"rendered":"\n<p>In den letzten Jahren hat der Bereich rund um K\u00fcnstliche Intelligenz (KI) einen starken Aufschwung erfahren. Nicht nur in der Forschung, sondern auch in der Praxis werden vermehrt Anwendungen eingesetzt, um beispielsweise Routenplanung zu optimieren, oder Versp\u00e4tungszeiten auf Routen zu berechnen. Ein Beispiel daf\u00fcr ist Uber, ein Online-Vermittlungsdienst zur Personenbef\u00f6rderung. Uber stellte 2019 ein tiefes neuronales Netz unter dem Namen DeepETA vor, welches die Versp\u00e4tung zu zuvor spezifizierten Treffpunkten vorhersagt. Um solche Modelle zu trainieren, werden gro\u00dfe Datenmengen ben\u00f6tigt. F\u00fcr viele kleine und mittelst\u00e4ndische Unternehmen stellt dies eine Herausforderung dar, die oftmals verhindert, dass diese Unternehmen den Einsatz von datengetriebenen Algorithmen realisieren k\u00f6nnen. An dieser Stelle soll mit Gaia-X ein Weg geschaffen werden, wie die Nutzung und Anwendung von KI auch f\u00fcr kleine Unternehmen einfacher realisierbar ist.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span style=\"font-size: 18pt;\">Gaia-X<\/span><\/h2>\n\n\n\n<p>Das <a href=\"https:\/\/www.gaia-x.eu\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Gaia-X<\/a> Projekt wurde Ende 2019 innerhalb der Europ\u00e4ischen Union initiiert und soll f\u00fcr das n\u00e4chste Level der Dateninfrastruktur in Europa stehen. Dazu wird eine sogenannte europ\u00e4ische Cloud aufgebaut werden. Die Cloud fungiert hierbei als dezentraler, standardisierter Datenraum, in den sich jedes Unternehmen einbinden kann. \u00dcber die standardisierten Schnittstellen soll es m\u00f6glich sein, als Unternehmen gesammelte Daten anzubieten, oder auch \u00fcber vorab definierte Richtlinien zu kaufen. Welche Richtlinien f\u00fcr eine Datenbereitstellung ben\u00f6tigt werden, kann der Anbieter selbst festlegen. Es ist dann in der Hand des Anwenders (K\u00e4ufers), die ben\u00f6tigten Richtlinien zu besitzen. Exemplarisch kann eine Richtlinie sein, dass der Anwender monatlich 10 Euro zahlt, oder alternativ einer \u00f6ffentlichen Organisation, wie einer Hochschule, zugeordnet ist. Dar\u00fcber hinaus kann die Richtlinie um weitere Aspekte erweitert werden &#8211; zum Beispiel, dass die Daten nur mit limitierter Abrufanzahl bereitgestellt werden etc. Generell ist Gaia-X in zwei Teilbereiche aufgeteilt:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/Abbildung-1-Architekturueberblick-1024x576.jpg\" alt=\"- Lamarr Institute for Machine Learning (ML) and Artificial Intelligence (AI)\" class=\"wp-image-25327\" title=\"\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">\u00a9 BMWI \/ GAIA-X: Technical Architecture (data-infrastructure.eu) <br>Abbildung 1: Gaia-X Architektur\u00fcberblick<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Auf der einen Seite repr\u00e4sentiert Gaia-X das Infrastructure Ecosystem, welches Basisdienste repr\u00e4sentiert, die die Realisierung von Daten-Konnektoren und weiteren Diensten erst erm\u00f6glicht. Daten-Konnektoren sind laufende Dienste, welche den Austausch zwischen Datenpools und Diensten innerhalb von Gaia-X erm\u00f6glichen. Auf der anderen Seite ist Gaia-X auch ein Data Ecosystem, welches den oben beschriebenen Datenaustausch (\u00fcber die genannten Daten-Konnektoren) und die Vernetzung der verschiedenen heterogenen Dienste erm\u00f6glicht. Dar\u00fcber hinaus werden essentielle f\u00fcr Gaia-X ben\u00f6tigte Dienste zentralisiert betrieben. Darunter f\u00e4llt unter anderem ein Service, der Identity &amp; Trust umsetzt und f\u00fcr die \u00dcberpr\u00fcfung der ausgehandelten Richtlinien (Zertifikate) verantwortlich ist. Genauso wird es einen zentralen Service geben, welcher einen \u00dcberblick \u00fcber alle m\u00f6glichen zu verwendenden Dienste in Gaia-X gibt. Dieser zentrale Service wird \u00e4hnlich zu einem App Store aussehen und ist in der Abbildung als Federated Catalogue bezeichnet. Essentielle Dienste, die zentral bereitgestellt werden, sind in der Abbildung hellgr\u00fcn hinterlegt. N\u00e4here Informationen zu der genauen Architektur von Gaia-X und der Umsetzung der verschiedenen Dienste sind unter den<a href=\"https:\/\/gaia-x.eu\/news-publications\/publications\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"> Publikationen der Gaia-X Vereinigung<\/a> zu finden.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Gaia-X als Anwendungsplattform<\/h2>\n\n\n\n<p>Konkret soll Gaia-X zwei Kernfunktionen umsetzen:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"3508\" height=\"2481\" src=\"https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/Abbildung-2-Exemplarischer-Datenaustausch-1.png\" alt=\"- Lamarr Institute for Machine Learning (ML) and Artificial Intelligence (AI)\" class=\"wp-image-15800\" title=\"\" srcset=\"https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/Abbildung-2-Exemplarischer-Datenaustausch-1.png 3508w, https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/Abbildung-2-Exemplarischer-Datenaustausch-1-300x212.png 300w, https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/Abbildung-2-Exemplarischer-Datenaustausch-1-1024x724.png 1024w, https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/Abbildung-2-Exemplarischer-Datenaustausch-1-768x543.png 768w, https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/Abbildung-2-Exemplarischer-Datenaustausch-1-1536x1086.png 1536w, https:\/\/lamarr-institute.org\/wp-content\/uploads\/Abbildung-2-Exemplarischer-Datenaustausch-1-2048x1448.png 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 3508px) 100vw, 3508px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">\u00a9 Timon Sachweh \/ TU Dortmund <br>Abbildung 2: Exemplarischer Datenaustausch zwischen einem Datenanbieter und -konsumenten.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Standardisierter Datenaustausch<\/h2>\n\n\n\n<p>Die angestrebte Funktionalit\u00e4t von Gaia-X liegt im standardisierten und m\u00f6glichst einfach gehaltenen Datenaustausch. Dazu sollen in Gaia-X sogenannte Konnektoren (Englisch: Connectors) die Anbindung an die dezentrale Cloud realisieren. Insofern stellen die Konnektoren das Bindeglied zwischen den Federation Services (zentralen Gaia-X Diensten) und anderen Konnektoren dar. Bez\u00fcglich der Konnektoren wurden bereits verschiedene Vorarbeiten geleistet. So ist im Industrial Data Space bereits ein Daten-Konnektor entwickelt worden, welcher den standardisierten Datenaustausch realisiert. Allerdings besitzt der <a href=\"https:\/\/internationaldataspaces.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Industrial Data Space<\/a> nicht alle Funktionen, die von der Gaia-X Vereinigung vorgeschrieben sind. Deshalb werden derzeit sogenannte <strong>Eclipse Data Connectors<\/strong> entwickelt, welche die meisten Kriterien f\u00fcr einen Konnektor in der Gaia-X Cloud abdecken. Weiterhin gibt es Vorarbeiten in Form eines <a href=\"https:\/\/oceanprotocol.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Ocean Protocols<\/a>. Dieses Protokoll kann ebenfalls als Konnektoren dienen und baut auf dem <a href=\"https:\/\/web3.foundation\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Web3<\/a> Standard auf, der auch in den Ver\u00f6ffentlichungen der Gaia-X Vereinigung zu finden ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Die generelle Funktionsweise eines Datenaustausches wird exemplarisch anhand von Abbildung 2 dargestellt. Links ist der Datenkonsument und rechts der Datenanbieter dargestellt. Jeder Teilnehmende an der Gaia-X Cloud ben\u00f6tigt einen Konnektor, der die Kommunikation in der Cloud \u00fcbernimmt. Aus diesem Grund haben beide Parteien einen eigenen Konnektor. Um es dem Konsumenten zu erm\u00f6glichen, die Daten \u00fcberhaupt zu erhalten, muss der Anbieter diese zun\u00e4chst in den <strong>Federation Catalogue<\/strong> einstellen. Dazu wird eine \u201eBeschreibung\u201c der Daten an den Konnektor \u00fcbermittelt, der wiederum diese Beschreibung an den <strong>Federation Catalogue<\/strong> weitergibt. Als n\u00e4chstes erh\u00e4lt der in der Abbildung als <strong>Prediction Service<\/strong> bezeichnete Dienst \u00fcber seinen eigenen Konnektor den angefragten Daten-Service. F\u00fcr einen einfachen Datenaustausch reicht es im Anschluss daran aus, die Bedingungen f\u00fcr den angefragten Daten-Service zu erf\u00fcllen und eine <strong>Datenanfrage<\/strong> (4) zu stellen. Der Datenanbieter \u00fcberpr\u00fcft dann \u00fcber seinen eigenen Konnektor, ob die mitgeschickte Authentifizierung g\u00fcltig ist (5) und gibt abh\u00e4ngig davon die Daten frei.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Mehrwertservices<\/h2>\n\n\n\n<p>Als zweiten Fokus setzt die Gaia-X Cloud zus\u00e4tzlich auf <strong>Mehrwertservices<\/strong>. Unter einem <strong>Mehrwertservice<\/strong> ist ein Dienst zu verstehen, welcher in beliebiger Weise einen Mehrwert f\u00fcr Endanwender oder Unternehmen liefert. Das kann zum Beispiel ein \u00fcbersichtliches Portal zur aktuellen Wetterlage sein, oder eine Vorhersage f\u00fcr die Versp\u00e4tungszeit von Taxis oder Z\u00fcgen.<\/p>\n\n\n\n<p>An dieser Stelle kommt der gro\u00dfe Vorteil des einfachen Datenaustausches innerhalb von Gaia-X zum Tragen. Denn durch diesen wird die Entwicklung solcher <strong>Mehrwertservices<\/strong> signifikant vereinfacht. Wo fr\u00fcher zun\u00e4chst viele Daten von Unternehmen gesammelt und mit anderen Datenquellen vereinheitlicht werden mussten, ist es mittels der Gaia-X Cloud m\u00f6glich, relativ einfach mehrere Datenquellen zu integrieren. Gerade f\u00fcr die Anwendung von <strong>KI-Algorithmen<\/strong> bietet das einen gro\u00dfen Vorteil, da diese meist gro\u00dfe Datenmengen f\u00fcr das Training ben\u00f6tigen. Denkbar in einem solchen Szenario ist auch, dass die Trainingsdaten nur f\u00fcr die Dauer des Trainings gemietet werden, sodass die Kosten f\u00fcr die Daten nicht zu hoch ausfallen.<\/p>\n\n\n\n<p>Weiterhin bietet die Gaia-X Cloud den gro\u00dfen Vorteil, dass sie im Hinblick auf den Datenschutz, sowie mit vollst\u00e4ndigem Identit\u00e4tsmanagement konstruiert wird. Insbesondere die aktuellen Fragestellungen, wie man mit dem <strong>Datenschutz<\/strong> umgeht, wie das <strong>Recht auf Vergessen<\/strong> und das <strong>Recht auf Datenauskunft<\/strong> umgesetzt werden kann, oder wie die <strong>Datensicherheit <\/strong>bei der \u00dcbertragung gew\u00e4hrleistet werden kann, werden durch Gaia-X adressiert (weitere Infos zu Datenschutz und KI sind <a href=\"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/vergessen-im-maschinellen-lernen\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">hier<\/a> zu finden).<\/p>\n\n\n\n<p>Die entwickelten Services k\u00f6nnen wieder in die Gaia-X Cloud als Service-Schnittstelle oder Datenanbieter eingebunden werden. Auch hier ist es eventuell sinnvoll die Schnittstelle \u00fcber eine Mietrichtlinie abzudecken, sodass nach Bedarf\/Nutzung der Service-Schnittstelle automatisch abgerechnet wird.<\/p>\n\n\n\n<p>Ein weiterer Vorteil von Gaia-X f\u00fcr <strong>KI-Algorithmen<\/strong> ist die dezentrale heterogene Ausf\u00fchrung der Services. So muss nicht darauf geachtet werden, dass der entwickelte Algorithmus spezifisch in der Amazon Webservices (AWS) Cloud effizient l\u00e4uft. Stattdessen kann man den Algorithmus auf der eigenen Hardware ausf\u00fchren lassen und weiterhin \u00fcber die Konnektoren in Gaia-X einbetten. Sofern gew\u00fcnscht, ist nat\u00fcrlich auch eine Ausf\u00fchrung in einer der g\u00e4ngigen Cloud-L\u00f6sungen, wie AWS oder Google, m\u00f6glich. Man kann sich quasi die Ausf\u00fchrungsumgebung des Services selbst aussuchen und ist nicht durch andere Unternehmen beschr\u00e4nkt.<\/p>\n\n\n\n<p>Durch die Eigenschaften von Gaia-X ist die Cloud pr\u00e4destiniert f\u00fcr die Entwicklung von Mehrwertservices. Insbesondere die Einfachheit, sowie die Standardisierung bez\u00fcglich der Richtlinien zum Austausch von Daten und Services bieten eine einfache M\u00f6glichkeit, Dienste anzubieten und trotzdem abzusichern.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Gaia-X f\u00fcr KI?<\/h2>\n\n\n\n<p>Es gilt festzuhalten: Mit Gaia-X wird eine europ\u00e4ische Cloud geschaffen mit dem Ziel, einen <strong>souver\u00e4nen<\/strong> Umgang mit Daten und die <strong>Einhaltung der Privatssph\u00e4re<\/strong> zu implementieren. Mit dieser Kern-Eigenschaft und dem einfach zu realisierenden Datenaustausch erm\u00f6glicht die Cloud ganz neue Wertsch\u00f6pfungs-Konzepte. Insbesondere der Bereich der <strong>KI-Entwicklung<\/strong> kann dadurch einen hohen Aufschwung erfahren, da aktuell oftmals die Einhaltung der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) beim produktiven Einsatz von KI-Algorithmen ein Problem darstellt.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Konzept bietet verschiedenste Vor- und Nachteile, die in der nachfolgenden Tabelle \u00fcbersichtlich dargestellt sind:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td><strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Vorteile<\/strong><\/td><td><strong>Nachteile<\/strong><\/td><\/tr><tr><td>Dezentralisierung der Services: Weitestgehend kein \u201eSingle Point of Failure\u201c.<\/td><td>Jeder Partner ist f\u00fcr seine Services vollst\u00e4ndig verantwortlich: Wenn ein Dienst nicht l\u00e4uft, muss sich das Unternehmen darum k\u00fcmmern, diesen wieder zu starten.<\/td><\/tr><tr><td>Dynamische Erweiterung der Funktionalit\u00e4ten durch Hinzuf\u00fcgen von Mehrwertservices (jeder KI-Algorithmus kann separate Rechte erhalten und auf unterschiedliche Datenquellen zugreifen).<\/td><td>Der initiale Aufwand, die Daten \u00fcber Konnektoren bereitzustellen, ist h\u00f6her, als wenn man sie im bereits existierenden Format bereitstellt.<\/td><\/tr><tr><td>Standardisierung der Schnittstellen (insbesondere der Datenzugriff wird einfacher handhabbar, indem die Schnittstelle auf den Datenzugriff standardisiert wird).<\/td><td>Es muss ein Verst\u00e4ndnis aufgebaut werden, wie die Konnektoren konfiguriert werden m\u00fcssen, um mit den Federation Services kommunizieren zu k\u00f6nnen.<\/td><\/tr><tr><td>Einfache Rechte-Vergabe durch Identity &amp; Trust Federation Service.<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Heterogene Ausf\u00fchrungs-umgebungen: beliebige Deployment Optionen denkbar. Insbesondere f\u00fcr KI-Algorithmen, bei denen die Hardware-Anforderungen sehr unterschiedlich sind, sehr hilfreich.<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Integration von Datenschutz (Recht auf Vergessen\/Datenauskunft), Identit\u00e4tsmanagement und Absicherung der \u00dcbertragung bereits durch die Architektur der Gaia-X Cloud.<\/td><td><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p>Zusammengefasst l\u00e4sst sich also sagen, dass sich die aktuell in der Entwicklung befindende Gaia-X Cloud hervorragend f\u00fcr <strong>datengetriebene Anwendungen<\/strong> eignet. Darunter fallen insbesondere<strong> KI-Algorithmen<\/strong>. Auch wenn es ein paar Nachteile gibt, wie zum Beispiel der zus\u00e4tzliche Aufwand, die Daten \u00fcber die standardisierte Schnittstelle bereitzustellen, so \u00fcberwiegen letzten Endes deutlich die Vorteile, die die Cloud f\u00fcr <strong>KI-Anwendungen<\/strong> bietet.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Weitere Informationen<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Gaia-X \u2013 Wegbereiter einer digitalen und wettbewerbsf\u00e4higen Zukunft der EU? <\/strong>Jana Bernhardt, Marina Steininger, et al. ifo Schnelldienst, 74(05):66\u201371, 2021, <a href=\"https:\/\/www.ifo.de\/publikationen\/2021\/aufsatz-zeitschrift\/gaia-x-wegbereiter-einer-digitalen-und-wettbewerbsfaehigen\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Link.<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>DeepETA: A Spatial-Temporal Sequential Neural Network Model for Estimating Time of Arrival in Package Delivery System. <\/strong>Fan Wu and Lixia Wu. In Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence, volume 33, pages 774\u2013781, 2019, <a href=\"https:\/\/ojs.aaai.org\/index.php\/AAAI\/article\/view\/3856\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Link<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Daten werden gesammelt wie nie zuvor, aber wohin damit? Wie kann Datenschutz gew\u00e4hrleistet und gleichzeitig durch datengetriebene Algorithmen Mehrwerte geschaffen werden? All diese Fragen adressiert Gaia-X.<\/p>\n","protected":false},"author":9,"featured_media":4530,"template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"blog-category":[1416,546,437],"blog-tag":[1519,1530],"class_list":["post-4525","blog","type-blog","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","blog-category-alle-blogbeitraege","blog-category-anwendung","blog-category-gastbeitrag","blog-tag-industrie-4-0","blog-tag-ki-in-der-wirtschaft"],"acf":[],"publishpress_future_workflow_manual_trigger":{"enabledWorkflows":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/blog\/4525","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/blog"}],"about":[{"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/blog"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/9"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/blog\/4525\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4530"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4525"}],"wp:term":[{"taxonomy":"blog-category","embeddable":true,"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/blog-category?post=4525"},{"taxonomy":"blog-tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/blog-tag?post=4525"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}