wertvolle Daten verknüpfen und schützen
Warum „Federated Computing“?
Daten sind das “neue Öl”. Sie befeuern die Transformation ganzer Industrien. Sie ermöglichen die digitale Ökonomie. Unternehmen und Verbraucher beginnen, den Wert Ihrer Daten zu erkennen. Gesellschaft und Wissenschaft verlassen sich auf Daten, um informierte Entscheidungen zu treffen. Auf allen Sektoren werden Daten dabei wertvoller und verlässlicher, wenn sie aus unzugänglichen Datensilos zu größeren und verfügbaren Datensammlungen zusammengeführt werden.
Reibungsverluste. Daten offen zu teilen, ist oft keine Option. Unternehmen müssen Ihre proprietären Daten schützen. Konsumenten sorgen sich um Privatheit. Datenschutz und Datensicherheit sind allgegenwärtige Anforderungen. Informationelle Selbstbestimmung wird als Menschenrecht gesehen. Große und vernetzte Datenbanken geraten ins Visier von Hackerangriffen. Treuhänder, Verträge und Lizenzen sind mit Kosten verbunden. Es scheint einen fundamentalen Tradeoff zwischen dem Wert von Daten und der Effizenz einerseits und Privatheit und Sicherheit andererseits zu geben.
Es gibt moderne Lösungen. In verschlüsselten Peer-To-Peer-Netzwerken und dank Cloud Federation können Dateneigner die komplette Kontrolle über Ihre Daten behalten und entscheiden, wann, wie und von wem diese genutzt werden dürfen. Selbst in anonymen Settings oder in Abwesenheit von Vertrauen wird Kooperation wieder möglich. Dateneigner können den vollen Wert Ihrer Daten ernten und sie mit den Daten anderer verknüpfen, ohne sie tatsächlich mit anderen teilen zu müssen.
kooperieren ohne Daten austauschen zu müssen
Wie funktionieren Federated Computing Technologien?
Secure Multiparty Computing (SMPC, MPC): Der Goldstandard mit mathematischen Sicherheitsbeweisen. Teilnehmer tauschen verschlüsselte Nachrichten in Peet-To-Peer-Netzwerken aus. Das Netzwerkprotokoll stellt sicher, dass nur das beabsichtigte Ergebnis der gemeinsamen Berechnung bekannt wird. Alle Eingabedaten bleiben strikt im Gewahrsam ihrer ursprünglichen Dateneigner. Die Protokolle können sogar gegen böswillige Teilnehmer gehärtet werden. Militärische Sicherheit lässt sich auch gegenüber Angreifern mit den Ressourcen eines staatlichen Akteurs erreichen. Anwendungen gibt es zum Beispiel in der Verteidigung, der kritischen Infrastruktur, der Krankvenversorgung oder der digitalen Verwaltung.
SMPC Erfolgsgeschichte:
Wir sind Pioniere des Federated Computing im Europäischen Gesundheitsdatenraum. Im Jahr 2019 hat unser Team hat die erste SMPC Berechung mit Patientendaten in Deutschland durchgeführt, und im Jahr 2024 über Staatsgrenzen hinweg in Europa.
Federated Learning (FL): KI-Modelle lernen auf verteilten Daten. Anstatt die Daten zu bündeln und an zentraler Stelle zu trainiren („data to code“), wird das KI-Modell „herumgeschickt“ und sukzessive auf den lokalen Daten trainiert („code to data“). Mit der Zeit lernt das KI-Modell die Features aller verteilten Datensätze, ohne dass diese offen geteilt werden müssten. So können genauere Modelle trainiert werden und der Bias dadurch reduziert werden, dass Datensätze diverser Quellen einfließen. Anwendungen gibt es beispielsweise im E-Kommerz, Automobil, medizinischer Forschung, Large Language Models und Generative AI.
Fully Homomorphic Encryption (FHE): Daten werden lokal verschlüsselt und zu einer dritten Partei zur Verarbeitung übermittelt. Diese dritte Partei könnte ein Cloud Anbieter sein oder ein anderer Infrastruktur-Anbieter, der keinen Zugang zu den Daten haben soll. Anwendungen gibt es beispielsweise bei Big Data, Pharma und Virtual Private Cloud (VPC) Infrastruktur.
Differential Privacy (DP): Forscher erhalten ein „Privacy Budget“ und dürfen damit nur eine begrenzte Anzahl an Requests an eine verteilte Datenbank senden. Die Anfragen werden nur solange beantwortet, wie keine individuellen Datensätze offengelegt werden. Anwendungen gibt es beispielsweise in der medizinischen Forschung und anderen Gebieten mit sensiblen individuellen Datenpunkten.
Beratung, Architektur und Lösungen
Was können wir Ihnen anbieten?
Beratung. Wir haben den öffentlichen und privaten Sektor bei verschiedenen Gelegenheiten beraten. Von Marktüberblicken zu Empfehlungen bezüglich Technologien, Policies, Prozessen und Implementierung liefern wir wichtige Informationen für Einrichtungen und Unternehmen, die in Federated Computing einsteigen möchten. Als Outside Experts verstärken wir das Research von Beratungen oder werden zeitweise Teil Ihrer Beratungsteams vor Ort.
Architektur. Als externe Experten beraten wir Ihre Architekten und Entwickler, wie Federated Computing am besten in Ihre Infrastruktur eingebunden kann, egal ob Sie die Cloud eines Hyperscalers nutzen oder lokale Server vor Ort. Wir helfen Ihrem Team, frühzeitig die richtigen Designentscheidungen zu treffen, und die Architektur und DevSecOps entsprechend zu planen. Unsere Empfehlungen sind Anbieter- und Produkt-neutral.
Architektur Erfolgsgeschichte:
Unsere freie und quelloffene Architektur und Referenzimplementierung „Federated Secure Computing“, die wir für die LMU München entworfen und umgesetzt haben, hat den Innovationspreis des Stifterverbands gewonnen.
Lösungen. Wir setzen bewährte Drittsoftware ein, um Ihre Use Cases bestmöglich umzusetzen. Wir implementieren die Kernfunktionalität für individualisierte Anwendungen, von einfachen Berechnungen zwischen zwei oder drei Parteien bis zu Hochdurchsatz Echtzeit Kafka Pipelines, die Millionen von IoT Geräten über Regionsgrenzen und Hyperscaler Grenzen hinweg auf redundante und sichere Weise verbinden.
fdrtd: Wir vertreiben unsere proprietären Lösungen unter der Marke „fdrtd“ – kurz für „federated“. fdrtd ist eine eingetragene Wortmarke von bytes for life.