WeltTag der Wissenschaft – Wie die KI Hackerangriffe vorhersagen kann

Das Interview mit Kevin Pesch (Museotainer) und Ralph Burmester (Kurator) vom Deutschen Museum in Bonn

Für den Begriff Künstliche Intelligenz gibt es keine allgemeingültige Definition. Vom Grundgedanken her möchte man mithilfe verschiedener Techniken es den Maschinen ermöglichen echte Intelligenz zu imitieren. Dahinter stecken eine Vielzahl von Daten, welche in einem virtuellen Gehirn oder neuronalen Netzwerk gespeichert und verarbeitet werden. Mithilfe von Datenbanken „merken“ sich Maschinen verschiedene Verhaltensweisen und werden durch Algorithmen befähigt Probleme zu lösen sowie in einer gegebenen Situation richtig zu handeln. Dabei ist das Ergebnis sowohl von der Größe als auch der Qualität der Datenmenge abhängig. Allerdings ist die KI kein genereller Problemlöser. Sie ist zwar in der Lage große Datenmengen zu verarbeiten und Muster zu erkennen, kann diese aber nicht verstehen. D.h. wenn sie aufgrund fehlender Daten oder schlechter Programmierung zu einem falschen Ergebnis kommt, kann sie dies selbst nicht erkennen. Dementsprechend kann sie auch nur Antworten auf spezifische Fragen geben. 

Hinter Deep Learning verbirgt sich eine spezielle Methode der Informationsverarbeitung bei der eine Art mathematisches Modell die Struktur und Funktionsweise des menschlichen Gehirns imitiert und demnach ein neuronales Netz virtuell abbildet. Dabei analysiert die Maschine große Datenmengen (Big Data) und sucht nach bestimmten Mustern, um auf deren Basis eine Entscheidung bzw. Prognose zu treffen. Durch bestimmte Trainingsmethoden verbessert sie im Laufe der Zeit eigenständig das Ergebnis, ist aber nach wie vor von den bereitgestellten Informationen abhängig. Da der Mensch auf den eigentlichen Lernprozess keinen Einfluss hat, lässt sich im Nachhinein auch nicht mehr vollständig zurückverfolgen, auf welcher Basis bzw. Muster eine bestimmte Entscheidung getroffen wurde. 

Die Stärke der KI ist, dass die aus großen Datenmengen das Wesentliche herausfiltern sowie aufbereiten kann. Damit erkennt sie die Verhaltensmuster von Angreifern und Programmen, um anschließend gezielt gegen diese vorzugehen. Ziel ist es Anomalien im Datenstrom zu erkennen, um so schnell auf Sicherheits- und Integritätsprobleme hinzuweisen. Dabei ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche Arbeit der KI, dass eine ausreichend große, sowie aktuelle Datenmenge zur Verfügung steht, um mögliche Bedrohungen in Echtzeit zu erkennen. So kann zudem eine KI dabei helfen Spam-Mails, Trojaner und Phishing-Mails beim Online-Banking besser zu erkennen. Auch das Identifizieren von Fake News oder das Erkennen von Fotos auf Ausweisen und Dokumenten ist ein wichtiger Beitrag zur IT-Sicherheit. 
In unserem Exponat erleben unsere Besucher*innen wie die KI die weltweiten Datenströme analysiert, die verschiedenen Angriffsmuster erkennt, filtert und den Ausgangspunkt des Angriffs zurückverfolgt. 

Die KI stößt immer dann an ihre Grenzen, wenn sie mit Situationen konfrontiert wird die sie nicht kennt, die also nicht in den Trainingsdaten abgebildet sind. An dieser Stelle ist der Mensch weiterhin überlegen, da wir auf unser Vor- und Allgemeinwissen zurückgreifen können und bei der Lösung von Problemstellungen den jeweiligen Zusammenhang betrachten. Die KI ist für die Lösung einer konkreten Problemstellung optimal geeignet, Verallgemeinerungen und Übertragungen in einen anderen Kontext fallen ihr jedoch schwer. Gibt es also neue Angriffsmethoden bzw. -szenarien die datenmäßig so noch nicht erfasst sind, wird eine KI diese nicht erkennen können. Auch die Entscheidung ob es sich um einen Scheinangriff - der nur als Ablenkungsmanöver dient - handelt oder nicht bringt die KI an ihre Grenzen. 

Unser Ziel ist es, ein spannendes und unterhaltsames Informationsforum zur KI zu werden. Künstliche Intelligenz begegnet uns schon heute überall und wird es in wenigen Jahren noch viel mehr. Daher möchten wir die Besucher*innen aktiv in die Vermittlung und in die Diskussion rund um die Künstliche Intelligenz einbeziehen. An aktuellen Anwendungsbeispielen zur Robotik, Bilderkennung, Cyberkriminalität, der Entwicklung des autonomen Fahrens, der Ambivalenz von Sprachassistenten oder »künstlicher Kreativität« wird die Künstliche Intelligenz erlebbar. 
Herzstück unserer Vermittlung ist eine eindrucksvolle Großinstallation, die den »Denkvorgang« eines vielschichtigen neuronalen Netzes sichtbar macht. Hier kann ein Bilderkennungssystem über eine Kamera mit verschiedenen Objekten konfrontiert werden. Auf elf Großmonitoren lässt sich nun verfolgen, wie die KI die Informationen verarbeitet: mit teilweise verblüffenden Ergebnissen! So wird auf unterhaltsame Weise deutlich, was sich hinter dem Begriff »Deep Learning« verbirgt. 

Die Ausstellung ist Dienstag bis Freitag von 10-17 Uhr, Samstag von 12-17 Uhr, Sonntag und Feiertag von 10-17 Uhr für alle Interessierten geöffnet. Besuchen Sie uns also im Deutschen Museum, Ahrstraße 45, 53175 Bonn und erleben Sie auf eine spannende und anschauliche Weise unsere »Mission KI«

 

Bild: Deutsches Museum/Lichtenscheidt