Fraunhofer-Institut für sichere Informationstechnologie
Der Bericht „AI Cybersecurity Challenges“ der Europäischen Union Agentur für Cybersicherheit (ENISA) aus dem Jahr 2020 befasst sich mit den Herausforderungen, die Künstliche Intelligenz (KI) in Bezug auf die Cybersicherheit mit sich bringt. Der Bericht beleuchtet die Bedrohungslage für KI und analysiert die Schwachstellen und Sicherheitsrisiken, die bei der Nutzung von KI-Systemen entstehen können.
Einleitung und Kontext
Künstliche Intelligenz hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen und spielt eine wesentliche Rolle in der digitalen Transformation, insbesondere in Bereichen wie autonomes Fahren, Smart Manufacturing und eHealth. Obwohl KI-Technologien enorme Vorteile bieten, bergen sie auch erhebliche Sicherheitsrisiken. Der Bericht betont, dass KI-Systeme unerwartete Ergebnisse liefern und durch Manipulation anfällig für Angriffe sein können, was neue Herausforderungen für Datenschutz und Cybersicherheit schafft.
Der Fokus des Berichts liegt darauf, ein umfassendes Verständnis der Bedrohungslandschaft für KI zu schaffen. Ziel ist es, die Schwachstellen und Bedrohungen von KI-Systemen zu identifizieren, um gezielte Sicherheitsmaßnahmen zu entwickeln.
Bedrohungen für die Cybersicherheit von KI
Der Bericht unterscheidet zwischen drei zentralen Dimensionen der Beziehung zwischen KI und Cybersicherheit:
- Cybersicherheit für KI: KI-Modelle und Algorithmen weisen oft Schwachstellen auf, wie beispielsweise Manipulation von Daten oder Angriffe auf die Infrastruktur, die KI-Systeme betreiben. Zu den Hauptbedrohungen zählen Angriffe auf die Integrität von Trainingsdaten (Data Poisoning), Manipulation von Algorithmen und Schwächen in der Bereitstellung von KI-Systemen.
- KI zur Unterstützung der Cybersicherheit: KI kann auch zur Verbesserung der Cybersicherheit eingesetzt werden, indem sie beispielsweise intelligente Firewalls, automatisierte Malware-Analysen oder adaptives Sandboxing ermöglicht. Solche Technologien können dabei helfen, effizienter auf Cyberangriffe zu reagieren und große Datenmengen in der Forensik zu analysieren.
- Missbräuchliche Nutzung von KI: KI kann von böswilligen Akteuren genutzt werden, um Angriffstechniken zu verbessern. Beispiele hierfür sind KI-gestützte Malware, fortgeschrittene Social-Engineering-Angriffe oder KI-basierte Denial-of-Service-Angriffe (DDoS). Diese Bedrohungen erfordern spezielle Schutzmaßnahmen, um Angriffe auf KI-Systeme zu verhindern.
Der Lebenszyklus von KI und die Akteure
Ein zentraler Bestandteil des Berichts ist die Beschreibung des KI-Lebenszyklus. Dieser umfasst verschiedene Phasen, von der Entwicklung und dem Training von Modellen bis hin zur Bereitstellung und Wartung. In jeder Phase gibt es spezifische Akteure und Prozesse, die für die Sicherheit der KI entscheidend sind. Dazu zählen KI-Designer, Entwickler, Datenwissenschaftler und Endbenutzer.
Der Bericht beschreibt detailliert, wie in jeder Phase des KI-Lebenszyklus Schwachstellen entstehen können. Beispielsweise können bereits in der Phase der Datensammlung Schwachstellen durch unsachgemäße Handhabung von sensiblen Daten oder unzureichende Datenschutzmaßnahmen entstehen. Während der Modelltrainingsphase besteht das Risiko, dass Trainingsdaten manipuliert werden, was zu falschen Ergebnissen führen kann.
Klassifizierung von Bedrohungen
Die Bedrohungen für KI-Systeme werden in verschiedene Kategorien eingeteilt. Dazu gehören:
- Manipulation von Daten: Angriffe, bei denen Trainings- oder Echtzeitdaten manipuliert werden, um die Ergebnisse von KI-Systemen zu verfälschen.
- Angriffe auf die Verfügbarkeit: Diese zielen darauf ab, KI-Systeme durch Denial-of-Service-Angriffe oder ähnliche Methoden außer Betrieb zu setzen.
- Verstöße gegen die Integrität: Hierbei handelt es sich um Angriffe, die darauf abzielen, die Ergebnisse von KI-Systemen durch Manipulation der Algorithmen oder Daten zu verändern.
- Angriffe auf die Vertraulichkeit: Diese Bedrohungen betreffen den unbefugten Zugriff auf sensible Daten, die von KI-Systemen verwendet oder generiert werden.
Handlungsempfehlungen
Der Bericht hebt hervor, dass die Entwicklung von sicheren und vertrauenswürdigen KI-Systemen eine der größten Herausforderungen in der Cybersicherheit darstellt. Es wird empfohlen, Sicherheitsmaßnahmen von Anfang an in den Entwicklungsprozess zu integrieren (Security by Design). Zudem sollte die EU eine vertrauenswürdige KI-Infrastruktur aufbauen, die alle Elemente der KI-Lieferkette umfasst, einschließlich Zertifizierungsmaßnahmen und Datenschutzmechanismen.
Darüber hinaus betont der Bericht die Bedeutung von Standards und Regulierungen, um die Sicherheit von KI-Systemen zu gewährleisten. Europäische Institutionen sollten mit der Industrie und der Wissenschaft zusammenarbeiten, um robuste Sicherheitsmaßnahmen für KI zu entwickeln und umzusetzen.
Fazit
Künstliche Intelligenz bietet enormes Potenzial, bringt jedoch erhebliche Sicherheitsherausforderungen mit sich. Der Bericht von ENISA zeigt auf, dass KI sowohl Ziel als auch Werkzeug für Cyberangriffe sein kann. Um die Cybersicherheit von KI-Systemen zu gewährleisten, ist ein ganzheitlicher Ansatz erforderlich, der sowohl technische Maßnahmen als auch regulatorische Rahmenbedingungen umfasst. Der Schutz von KI-Systemen muss über den gesamten Lebenszyklus hinweg gewährleistet sein, um Vertrauen in diese aufstrebende Technologie aufzubauen.
