Und das System funktioniert trotzdem – „Resilienz in vernetzten Welten“

Neues DFG-Schwerpunktprogramm mit Beteiligung von Prof. Hollick

08.04.2021 von

Dem Motto „Beherrschen von Fehlern, Überlast, Angriffen und dem Unbekannten“ folgend, forscht das neue Schwerpunktprogramm „Resilienz in vernetzten Welten“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit dem Ziel, die Resilienz von Netzinfrastrukturen zu erhöhen und moderne Konzepte vernetzter Welten durch Resilienz als zentralen Baustein zu ergänzen. Im Organisationsteam des Schwerpunktprogramms, das an der TU Berlin koordiniert wird, ist auch der wissenschaftliche Koordinator des LOEWE-Zentrums emergenCITY, Prof. Matthias Hollick vom Fachbereich Informatik, beteiligt.

Resilienz ist die Fähigkeit eines Systems, ein gefordertes Mindestmaß an Funktionalität auch dann zur Verfügung zu stellen, wenn einzelne Teile versagen, angegriffen werden oder gänzlich unerwartete Störungen auftreten. Dies geht weit über klassische Redundanzverfahren hinaus. Die Forschungsgebiete des Schwerpunktprogramms werden vom modernen Internet über das Internet der Dinge bis hin zu komplexen cyber-physischen Systemen reichen.

„Kommunikationsnetze sind nahezu unsichtbar zum Nervensystem unserer Gesellschaft geworden. Energieversorgung, Verkehr, Gesundheit und Verwaltung – all das ist vom zuverlässigen Betreib dieser Netze abhängig“, führt Informatik-Professor Matthias Hollick, Leiter des Secure Mobile Networking Labs am Fachbereich, aus.

Prof. Matthias Hollick,
Fachbereich Informatik

Kommunikationsnetze sind nahezu unsichtbar zum Nervensystem unserer Gesellschaft geworden. Energieversorgung, Verkehr, Gesundheit und Verwaltung – all das ist vom zuverlässigen Betreib dieser Netze abhängig.

Bild: Katrin Binner

Der SPP-Koordinator Prof. Falko Dressler ergänzt: „Diese Kommunikationsnetze müssen mit einer stetig steigenden Anzahl von bislang unbekannten Störungen und Angriffen umgehen – oder dies zumindest durch geeignete Methoden – beispielsweise der künstlichen Intelligenz – lernen können“.

Die TU Darmstadt ist auf dem genannten Gebiet schon bisher hochgradig sichtbar. Der DFG Sonderforschungsbereich 1053 MAKI erforscht neuartige Mechanismen in Kommunikationssystemen, deren Adaption, Interaktion und fortlaufende Optimierung sowie deren langfristige Weiterentwicklung. Hierauf aufbauend erarbeitet das LOEWE-Zentrum emergenCITY Lösungen, die vernetzte Systeme auch in Krisenfällen sicher machen. Das Lösungskonzept von emergenCITY ist dabei interdisziplinär und umfasst moderne Informations- und Kommunikationstechnik, cyber-physische Systeme sowie historische, rechtliche und soziale Aspekte vernetzter Welten am Beispiel von digitalen Städten. Diese Expertise floss in die Entwicklung des Rahmenprogrammes des neuen SPP ein.

Ausfälle verhindern

Im Schwerpunktprogramm werden Forscherinnen und Forscher aus ganz Deutschland interdisziplinär zusammenarbeiten, um einen „Resilienz-by-Design“- Ansatz zu entwickeln. Dabei werden Forschungsgebiete rund um Vernetzung und Kommunikationssysteme gebündelt und verstärkt durch Expertise zum Beispiel im Schaltungsentwurf, in der IT-Sicherheit, der künstlichen Intelligenz und der Regelungstechnik. Das heißt Resilienz wird von elektronischen Schaltungen und Prozessoren über Signalverarbeitung und Drahtloskommunikation bis hin zu weltumspannenden Internettechnologien „implementiert“, um Engpässe dynamisch zu erkennen, Ressourcen umzuwidmen und letztendlich die geforderte Mindestfunktionalität ohne Systemausfall weiter zur Verfügung zu stellen.

Ein besonderes Kennzeichen der DFG-Schwerpunktprogramme ist die überregionale Kooperation der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Zu dem Koordinationsteam gehören neben Prof. Dr. Falko Dressler als Koordinator, Prof. Dr. Antonia Wachter-Zeh (TU München), Prof. Dr. Matthias Hollick (TU Darmstadt), Prof. Dr. Konrad Rieck (TU Braunschweig) und Prof. Dr. Milos Krstic (IHP – Leibniz Institut für innovative Mikroelektronik).