Ob wir eine Nachricht verschicken, online einkaufen oder Verkehrsampeln steuern - ohne Rechnernetze läuft nichts. Vom Online-Banking bis zur Raumfahrt sind sie das unsichtbare Rückgrat unserer Welt. Um die Zukunft dieser Netzwerke zu gestalten, wird die TU Ilmenau mit der internationalen Konferenz NetSys vom 1. bis 4. September 2025 zum Treffpunkt für Fachleute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung. Wir haben mit Boris Koldehofe, Leiter des Fachgebiets Verteilte Systeme und Betriebssysteme an der TU Ilmenau und Gastgeber der NetSys 2025, darüber gesprochen, warum Netzwerke nicht nur Technik, sondern auch grundlegende Gesellschaftsfragen wie Privatsphäre, Sicherheit und Energieeffizienz betreffen.
Herr Prof. Koldehofe, wenn Sie einer Person, die von Netzwerken bisher nur ,,WLAN" und ,,Handynetz" kennt, erklären müssten, warum das Thema so relevant ist - wie würden Sie das tun?
Immer mehr Geräte unseres Alltags sind vernetzt und jede Interaktion mit heutigen IT-Systemen erfordert Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Rechensystemen - vom Geldabheben bis zum ,,smarten" Rasenmäher. Daher sind Kommunikationssysteme mittlerweile ein zentraler Teil unserer kritischen Infrastruktur und beeinflussen maßgeblich die Funktionstüchtigkeit von technischen Diensten in nahezu allen Lebensbereichen. Dabei spielen einerseits Aspekte wie Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit eine wichtige Rolle. Moderne IT-Systeme erfordern andererseits aber auch eine hohe Leistungsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit, da sowohl Nutzer als auch Rechnersysteme ein weites Spektrum unterschiedlicher Technologien verwenden.Die NetSys 2025, organisiert von der Fachgruppe ,,Kommunikation und Verteilte Systeme" in der Gesellschaft für Informatik und in der Informationstechnischen Gesellschaft im Verband der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik, bringt weit über hundert Expertinnen und Experten aus aller Welt nach Ilmenau. Welche großen Fragen und Herausforderungen im Bereich Netzwerksysteme stehen derzeit im Vordergrund? Exemplarisch möchte ich zwei zentrale Fragen nennen, die auch im Rahmen der sogenannten ,,Grand Challenges" der Gesellschaft für Informatik für zukünftige IT-Systeme als maßgeblich aufgeführt werden. Einerseits geht es um neue Vernetzungskonzepte, die resilient und effizient die zunehmende Verschmelzung der virtuellen Welt mit der physischen Welt bewältigen können.
Um zentrale Anwendungsbereiche wie Industrie 4.0, Smart Cities, Smart Grid, virtuelle Realität, vernetztes Fahren und Telemedizin zu ermöglichen, werden immer mehr Komponenten zu einem sogenannten ,,Internet of Everything" vernetzt. Diese Entwicklung stellt hohe Anforderungen an die Übertragungseffizienz und Sicherheit der kommunizierenden Systeme. Dabei ist es zentral, diese Dienste auch dann zuverlässig zu unterstützen, wenn Teile der Infrastruktur beispielsweise im Rahmen eines Cyberangriffs nicht mehr zur Verfügung stehen oder Katastrophen zu einem Ausfall der Infrastruktur führen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Unterstützung sogenannter dezentraler KI-Systeme. Das bedeutet, dass nicht sämtliche Informationen zentral in sogenannten Cloud-Data-Centern großer Provider zusammengeführt werden, sondern möglichst lokal - also direkt beim Nutzer - verarbeitet und zur Verfügung gestellt werden. Dazu werden im Kontext des sogenannten ,,Edge Computing" Verfahren betrachtet, die eine dezentrale und lokale Verarbeitung auf Rechenressourcen nahe beim Nutzer ermöglichen. Neben größerer Übertragungseffizienz kann diese Herangehensweise auch signifikante Vorteile für die Privatsphäre der verarbeitenden Daten mit sich bringen.
Walter Willinger, Chief Scientist bei NIKSUN, Inc., einem in Princeton, USA, ansässigen Unternehmen für Cybersicherheit, stellt in seiner Eröffnungs-Keynote bei der NetSys unter anderem die These auf: ,,Wenn etwas zu schön aussieht, um wahr zu sein, ist es das meistens auch."
Auf diesen Vortrag freue ich mich besonders. Hier geht es vor allem um das Verständnis, wie wir in der Konzeption und Entwicklung von Kommunikationssystemen zunehmend auf KI setzen.
Eine Vielzahl von Entwicklungen und Innovationen zielt darauf ab, das Potenzial von Künstlicher Intelligenz zur einfacheren Optimierung von vernetzten Systemen zu nutzen. Allerdings birgt der naive Einsatz durchaus Gefahren und Probleme hinsichtlich der zuverlässigen und robusten Kommunikation.
Daher erwarte ich hier eine kritische Perspektive, die Probleme, aber auch Chancen für KI bei der Entwicklung zukünftiger vernetzter Systeme aufzeigt.
Viele verbinden Netzwerke vor allem mit Komfort - schnelles Internet, Videokonferenzen, Streaming. Wo genau liegen die Risiken, wenn Netzwerke nicht sicher, stabil oder vertrauenswürdig sind?
Nun, da viele Systeme mittlerweile nicht nur Informationen übertragen, sondern auch physische Systeme wie im Fall des autonomen Fahrens steuern und kontrollieren, sind instabile und unsichere Systeme ein enormes Risiko für unsere Gesellschaft.
Es geht also bei der Weiterentwicklung unserer Netzwerke und vernetzten Systeme neben der sicheren und verlässlichen Datenübertragung und -verarbeitung zunehmend auch um den Schutz von Leben und materiellen Werten. Leider gibt es hier noch einen großen Handlungsund Forschungsbedarf.
Sie selbst beschäftigen sich unter anderem auch mit der Energieeffizienz von solchen Systemen.
Gerade im Zeitalter von KI sind die Anforderungen an Rechenleistung enorm gestiegen. Andererseits wird es zunehmend schwieriger, die Effizienz traditioneller Rechensysteme zu steigern, insbesondere in Anbetracht des begrenzten Umfangs natürlicher Ressourcen, welche uns zur Verfügung stehen. Im Rahmen der Ilmenau School of Green Electronics betrachten wir daher auch innovative Entwicklungen zu völlig neuen alternativen Rechnerarchitekturen, die eine höhere Energieeffizienz erreichen - beispielsweise, indem Kommunikationsleitungen nicht nur Daten übertragen, sondern diese auch direkt vorverarbeiten können.Die NetSys ist ein Treffpunkt für Forschung, Wirtschaft und Verwaltung. Welche Rolle spielt dieser Austausch, wenn es darum geht, solche Technologien nicht nur zu erforschen, sondern auch wirklich in die Gesellschaft zu bringen?
Bei der NetSys geht es um den Austausch zu relevanten Fragestellungen und Problemen sowie das gegenseitige Kennenlernen und Vernetzen. Einige Mitglieder dieser Community sind zum Beispiel in der nationalen und internationalen Standardisierung von Verfahren und Protokollen engagiert. Andere Besucher arbeiten in der Industrie, zum Beispiel in Telekommunikationsunternehmen, direkt an der Entwicklung von Produkten. Andere wiederum bearbeiten in öffentlichen Organisationen und Behörden administrative Probleme sowie gesellschaftliche Herausforderungen. Durch den direkten Austausch werden sich sicherlich Vernetzungen ergeben, die neue Innovation im Bereich vernetzter Systeme fördern.Was wünschen Sie sich, dass Besucherinnen und Besucher - ob Fachleute oder Laien - nach vier Tagen NetSys aus Ilmenau mitnehmen?
Unser Anliegen ist es, den Teilnehmerinnen und Teilnehmern einen repräsentativen Überblick zu aktuellen Fragestellungen rund um das Thema vernetzter Systeme zu ermöglichen sowie darüber, welche Forschungseinrichtungen an welchen Problemen arbeiten. Dabei spielt natürlich auch die Einbindung und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses eine tragende Rolle. Ferner hoffe ich, dass viele Teilnehmende die TU Ilmenau als einen wichtigen Standort von Wissenschaft und Forschung wahrnehmen, der in diesem Bereich stark aufgestellt ist.Seit Februar 2023 leitet Boris Koldehofe das Fachgebiet ,,Verteilte Systeme und Betriebssysteme" an der Technischen Universität Ilmenau. Nach seinem Informatikstudium an der Universität des Saarlandes zog es ihn zunächst in die internationale Forschungswelt: Er promovierte an der Chalmers Tekniska Högskola in Schweden, habilitierte sich an der TU Darmstadt und war an renommierten Einrichtungen wie der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz, den Universitäten Stuttgart und Heidelberg sowie zuletzt als Full Professor an der Universität Groningen tätig.
Seine Forschung bewegt sich stets an der Schnittstelle zwischen Theorie und Anwendung. Im Mittelpunkt aktueller Projekte zum sogenannten In-Network Computing und der Integration programmierbarer Kommunikationssysteme mit memristor-basierten Speicherund Rechnerarchitekturen steht die Frage, wie sich verteilte Systeme leistungsfähiger, sicherer und zugleich effizienter gestalten lassen. Ziel ist es, die Datenanalyse nicht nur schneller, sondern auch deutlich energieeffizienter zu machen - ein Ansatz, der angesichts wachsender Anforderungen durch Künstliche Intelligenz und vernetzte Systeme an Bedeutung gewinnt.
