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Artikel - Digitale Technologien

GAIA-X Eine vernetzte Datenstruktur für ein europäisches digitales Ökosystem

Einleitung

GAIA-X: Eine europäische Dateninfrastruktur der nächsten Generation

Vertreter der deutschen Bundesregierung, Wirtschaft und Wissenschaft arbeiten gemeinsam mit weiteren europäischen Partnern an der nächsten Generation einer Dateninfrastruktur für Europa. Ziel ist eine sichere und vernetzte Dateninfrastruktur, die den höchsten Ansprüchen an digitale Souveränität genügt und Innovationen fördert. In einem offenen und transparenten digitalen Ökosystem, sollen Daten und Dienste verfügbar gemacht, zusammengeführt und vertrauensvoll geteilt werden können.

Europa tätigt umfangreiche Investitionen in digitale Technologien und innovative Geschäftsmodelle. Dabei sollen diejenigen, die Innovationen vorantreiben, auch ökonomisch davon profitieren. So werden Wertschöpfung und Beschäftigung in Europa gesichert.

Damit Unternehmen und Geschäftsmodelle aus Europa heraus weltweit wettbewerbsfähig sein können, braucht es ein offenes digitales Ökosystem. Dieses sollte sowohl die digitale Souveränität der Nutzer von Cloud-Dienstleistungen als auch die Skalierungsfähigkeit europäischer Cloud-Anbieter ermöglichen.

Aus der Vernetzung dezentraler Infrastrukturdienste soll eine Dateninfrastruktur entstehen, die zu einem homogenen, nutzerfreundlichen System zusammengeführt werden, in dem Daten sicher und vertrauensvoll verfügbar gemacht und geteilt werden können. Im Rahmen des Projektes GAIA-X werden die Grundlagen für den Aufbau einer vernetzten, offenen Dateninfrastruktur auf Basis europäischer Werte erarbeitet.

Mitmachen

Gemeinsam für eine europäische Dateninfrastruktur

Das Projekt setzt auf bewährte Stärken Europas. Dazu zählen unter anderem die Vielfalt der Angebote sowie starke mittelständische und dezentrale Strukturen. Auf diese Weise werden die zahlreichen über Europa verteilten Investitionen in digitale Technologien verknüpft und entfalten eine stärkere Wirkung.

Offen für weitere Partner

Die Offenheit für nationale und europäische Initiativen mit ähnlicher Zielrichtung gibt dem Projekt ein entscheidendes Momentum für eine gemeinsame europäische Lösung. Aufbauend auf existierenden Lösungen und deren Weiterentwicklung wollen wir aus Europa heraus wettbewerbsfähige Angebote für die Welt entwickeln. Die Mitwirkung steht auch Marktteilnehmern außerhalb Europas offen, die unsere Ziele der Datensouveränität und Datenverfügbarkeit teilen.

Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft und Staat haben ein Konzept (Langfassung und Executive Summary) entwickelt und auf dem Digital-Gipfel am 29. Oktober 2019 vorgestellt.

Offen für Unterstützung

Das Projekt ist offen für die Teilnahme interessierter europäischer Partnerinnen und Partner, um es gemeinsam mit uns weiterzuentwickeln und aufzubauen. Ziel ist es, die Dateninfrastruktur in ein Live-System zu überführen.

Willkommen sind Partnerinnen und Partner mit fachlicher Expertise, die unsere Arbeit proaktiv unterstützen und unsere Werte und Ziele zu Datensouveränität und Datenverfügbarkeit teilen. Nur gemeinsam können wir die digitale Entwicklung in Europa nach unseren Anforderungen gestalten.

Wenn Sie Interesse an einer Mitarbeit haben, dann wenden Sie sich bitte an die folgende E-Mail-Adresse: contact@data-infrastructure.eu.

Screenshot der Website trusted-cloud.de

Trusted Cloud

Serverraum

IT-Sicherheit

Screenshot aus dem Video Report Digitalisierung: Digitale Plattformen

Report Digitalisierung - Digitale Plattformen

Roborter in der Industrie

Industrie 4.0

KI

KI-Strategie

Labyrinth

KI-Innovations- wettbewerb

Technologisches Konzept

Wie funktioniert GAIA-X?

Das Konzept sieht den Einsatz sicherer und offener Technologien vor, die von der vernetzten Dateninfrastruktur bereitgestellt werden, Schnittstellen zum einfachen und sicheren Datenaustausch, Möglichkeiten zur Nutzung von Applikationen und Funktionen Dritter sowie die Einhaltung von Standards und eine leichtere Datenmigration ermöglichen. Dabei werden vorhandene Technologien genutzt und fehlende Technologien oder Dienste von den Teilnehmern im Ökosystem entwickelt und zugänglich gemacht, auch auf der Basis von Open-Source Technologien.

Jeder Knoten der vernetzten Infrastruktur bildet eine eigenständige Einheit, die der Referenzarchitektur folgt und eindeutig identifizierbar und erreichbar ist. Eine daran geknüpfte Selbstbeschreibung stellt Transparenz über die Spezifika und Fähigkeiten der einzelnen Knoten her. Sie enthält insbesondere Aussagen zum Ort der Speicherung und des Prozessierens der Daten, zu den verwendeten Technologien, zur Rechen- und Speicherleistung sowie zur bereitgestellten Funktionalität. Weiterhin werden Merkmale zur Echtzeitfähigkeit, Datensouveränität auf Basis von zertifizierten Schutzgraden, zu Konsumierungsmodellen (zum Beispiel Spotmarkt), dem Preismodell und der ökologischen Nachhaltigkeit (zum Beispiel Energieeffizienz und -verbrauch) wiedergegeben. Die Anforderung der Selbstbeschreibung spielt eine wichtige Rolle, um die Datensouveränität in Anwendungsfeldern zu stärken, die beispielsweise auf eine Datenspeicherung im Inland oder zumindest im Geltungsbereich der EU-Datenschutzgrundverordnung (EU-DSGVO) angewiesen sind. Die Knoten können dabei sowohl als Public als auch als Private Cloud sowie als Edge-Knoten ausgeprägt sein.

Ein Software Repository stellt Komponenten bereit, die je nach Kategorisierung von allen Anbietern genutzt werden müssen oder können, insbesondere Identifikations- und Berechtigungsdienste, Schnittstellenkomponenten oder Zertifikate. Technisch gesehen könnten diese Komponenten zentral, über einen „Peer to Peer“-Ansatz oder verteilt über mehrere Knoten bereitgestellt werden. Die einzelnen Dienste innerhalb eines Knotens und zum Austausch zwischen unterschiedlichen Knoten sind als Funktionen realisiert („Function as a Service“-Modell). Dies erlaubt eine hohe Interoperabilität zwischen unterschiedlichen Knoten, eine Austauschbarkeit verschiedener Dienste-Anbieter (Vermeidung eines Lock-in-Effektes) und eine effiziente Nutzung und Abrechnung von Dienstleistungen. Die dafür notwendigen Schnittstellen, Services und Produkte sollen durch Standards harmonisiert werden und in einem zentralen Verzeichnis für alle Teilnehmer einfach identifiziert und genutzt werden können. Damit entwickeln wir eine Infrastruktur, die Grundlage für ein vitales und wachsendes digitales Datenökosystem ist.

Die Nutzung von Diensten aus dem GAIA-X Ökosystem kann direkt durch den Anbieter oder über digitale Plattformen geschehen. Hierzu wird eine Übersicht aller verfügbaren Knoten und Dienst-Fähigkeiten bereitgestellt, auf deren Basis der Nutzer selbst oder die digitale Plattform als Vermittler den jeweils passenden Dienst auswählt. Auf Basis dieses zentralen Verzeichnisdienstes helfen wir, passende Anbieter zu finden und relevante Datenpools schnell und sicher zu identifizieren. Damit neben der technischen Agilität gleichzeitig auch die vertraglichen Rahmenbedingungen gegeben sind, werden flexible Rahmenverträge (eventuell in Form von Smart Contracts) eingeführt, die vertragliche Regelungen grundlegend abbilden und beim jeweiligen Aufruf des Dienstes als konkrete Vertragsschlüsse von Anwender und Anbieter ausgeprägt werden.

Häufig gestellte Fragen zum Projekt GAIA-X

1. Was ist das Projekt GAIA-X?

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2. Warum brauchen wir GAIA-X? Was ist der Mehrwert?

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3. Was sind die wesentlichen Elemente? Bauen Sie einen weiteren Hyperscaler in Konkurrenz zu bestehenden Angeboten am Markt?

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Anwendungsfälle

GAIA-X in der Praxis

GAIA-X ermöglicht Anwendern perspektivisch den Zugang zu einem breiten, relevanten und spezialisierten Produkt- und Serviceportfolio von Cloud-Anbietern und somit die Nutzung passgenauer Lösungen. In diesem Zusammenhang bietet GAIA-X volle Transparenz durch die Selbstbeschreibung und zertifizierten Datenschutz sowie regulatorischen Kriterien der angebotenen Produkte und Services. Klare Bedingungen zur Teilnahme an GAIA-X beziehungsweise für die Zusammenarbeit und gemeinsame Regeln der unternehmensübergreifenden Authentifizierung und Zugriffssteuerung stärken das zugrundeliegende Vertrauensniveau, senken die Teilnahmehürden und reduzieren den bilateralen Abstimmungsaufwand zwischen einzelnen Anwendern.

Ein weiterer wichtiger Mehrwert von GAIA-X ist die Gewährleistung der Datenhoheit: Jeder Anwender entscheidet auf Basis der eigenen Datenklassifikation selbst, wo seine Daten gespeichert werden und von wem sowie zu welchem Zweck sie verarbeitet werden dürfen. Anwender können darüber hinaus über die vertrauenswürdige Dateninfrastruktur auf KI-Anwendungen und Datenpools zugreifen. Auf Basis von Standardisierungsvorgaben und den unterschiedlichen Steuerungsmöglichkeiten der Datenübertragung können Daten über die Unternehmen hinweg ausgetauscht, mit weiteren Daten verknüpft, aufbereitet, ausgewertet und zur Monetarisierung in Wertschöpfungsnetzwerken genutzt werden. Durch die Möglichkeiten des Daten- und Serviceaustausch können Innovationen befördert, Synergien genutzt und neue Geschäftsmodelle entwickelt und skaliert werden.

Das Ziel des Workstreams 1 „Anwenderökosysteme und -anforderungen“ ist die Realisierung der genannten Mehrwerte durch eine breite und nachhaltige Aktivierung der Anwender- und Nachfrageseite. Dies erfolgt durch die kontinuierliche Identifikation, Einbindung, Entwicklung sowie Umsetzung von domänenspezifischen Bedarfsbeispielen (sogenannte Use Cases), die den Bedarf und Mehrwert einer souveränen, europäischen Dateninfrastruktur illustrieren. Daneben steht die Definition von domänenspezifischen und domänenübergreifenden Anforderungen bei den Arbeiten im Fokus. Diese bilden die Grundlage für das Wachsen von Dateninfrastrukturen.

Die ersten zwölf Use Cases aus verschiedenen Domänen wurden im Konzeptpapier auf dem Digital-Gipfel am 29. Oktober 2019 vorgestellt. Aktuell sind die Domänen „Industrie 4.0/KMU“, „Gesundheitswesen“, „Finanzwesen“, „Öffentlicher Sektor“, „Smart Living“, „Energie“ und „Mobilität“ vertreten und in entsprechenden Arbeitsgruppen organisiert.

Alle Interessierten sind zur Mitarbeit im Workstream 1 „Anwenderökosysteme und -anforderungen“ eingeladen: Sowohl durch die Einreichung neuer Use Cases als auch durch die aktive und kontinuierliche Mitarbeit in einer domänenspezifischen Arbeitsgruppe. Die Ergänzung um weitere Domänen ist willkommen. Selbstverständlich können Use Cases auch außerhalb der Arbeitsstruktur von GAIA-X entwickelt und umgesetzt werden.

Glossar

Symbolicon für Buch

Glossar GAIA-X

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Projektstruktur

Projektstruktur

Das Projekt GAIA-X ist in themenspezifische Arbeitsbereiche (sogenannte Workstreams) unterteilt:

  1. Anwenderökosysteme und -anforderungen
  2. Technische Umsetzung

Darüber hinaus gibt es unter dem Begriff „Gemeinsame Anforderungen“ eine funktionsübergreifende Einheit, den sogenannten Expert Tribe. Dieser besteht aus zwei Gruppen, die flexibel einberufen werden und sich mit inhaltlichen Themen beschäftigen, denen ein starkes Abhängigkeitsverhältnis zwischen den Workstreams zugrunde liegt. Die Projektstruktur ist agil, kann im Zeitverlauf gemäß den Rahmenbedingungen angepasst werden und gewährleistet eine themenübergreifende Zusammenarbeit.

Projektstruktur GAIA-X Bild vergrößern

Projektstruktur GAIA-X

© BMWi

1. Workstream 1 „Anwenderökosysteme und -anforderungen“

Der Workstream 1 „Anwenderökosysteme und -anforderungen“ fokussiert sich auf die breite und nachhaltige Aktivierung der Anwender- und Nachfrageseite und fördert durch die kontinuierliche Umsetzung erster ausgewählter domänenspezifischer Bedarfsbeispiele (sogenannte Use Cases) den Aufbau und die Weiterentwicklung einer europäischen Dateninfrastruktur. Darüber hinaus steht die Definition von domänenspezifischen und -übergreifenden Anforderungen sowie bereits bestehende Lösungsansätze, auf denen GAIA-X aufbauen sollte, bei den Arbeiten im Fokus. Aktuell sind die Domänen „Industrie 4.0/KMU“, „Gesundheitswesen“, „Öffentlicher Sektor“, „Finanzwesen“, „Energie“, „Mobilität“ und „Smart Living“ vertreten und in entsprechenden Arbeitsgruppen organisiert.

Die Entwicklung und Umsetzung der Use Cases erfolgt grundsätzlich außerhalb des Workstreams in den jeweiligen Use Case Teams durch die Unternehmen und/oder Organisationen. Die Use Case Teams können ihren Input in den Workstream und den domänenspezifischen Arbeitsgruppen geben.

2. Workstream 2 „Technische Umsetzung“

Der Workstream 2 „Technische Umsetzung“ beschäftigt sich mit dem Aufbau der europäischen, rechtskonformen und souveränen Dateninfrastruktur. Durch die Mitgliederbeiträge und den etablierten Bottom-Up-Ansatz sind die Strukturen und Arbeitsgruppen des Workstreams agil und passen sich den Anforderungen der Anwenderseite und den rechtlichen Rahmenbedingungen an. Die Arbeitsgruppen des Workstream widmen sich verschiedenen Themenbereichen wie zum Beispiel Rahmenarchitektur, der technischen Beschreibung der Funktionalitäten, den physischen und infrastrukturellen Kriterien für die Selbstbeschreibungen der Anbieter, Services und Knoten, den Empfehlungen für Speicher-, Rechen- und Netzwerkdienste, der Definition geeigneter Prüfkriterien von Leistungszusagen, der Konzeptionierung eines kontinuierlichen QoS Prozesses und der Entwicklung von User Stories.

Aktuell erarbeitet der Workstream ein technisches Konzept, das die technische Definition der notwendigen Referenzarchitektur beinhaltet und die technischen Grundfunktionalitäten der Dateninfrastruktur beschreibt. Die domänenspezifischen Anforderungen der Anwender- und Nutzerperspektive bilden den entscheidenden Beitrag für die Fortentwicklung und Umsetzung der technischen Grundfunktionalitäten und fließen in das technische Konzept ein.

3. Expert Tribe „Gemeinsame Anforderungen“

Die funktionsübergreifende Einheit (Expert Tribe) umfasst zwei ad-hoc einberufene Expertengruppen aus den verschiedenen Workstreams zur Identifikation gemeinsamer Anforderungen. Sie beschäftigen sich mit inhaltlichen Themen, denen ein starkes Abhängigkeitsverhältnis zwischen den Workstreams zugrunde liegt. Dazu zählen Themenbereiche wie die allgemeinen technischen Anforderungen und regulatorische Aspekte.

Im Expert Tribe „Technische Anforderungen“ werden aus domänenspezifischen Anwender- und Nutzerperspektiven gemeinsame, allgemeine und technische Anforderungen an eine europäische Dateninfrastruktur gesammelt, bewertet und abgestimmt. Die Arbeiten bilden eine elementare Grundlage für die Entwicklung und Umsetzung der technischen Grundfunktionalitäten und fließen in das technische Konzept ein. Anforderungen hinsichtlich der zu erfüllenden gesetzlichen Rahmenbedingungen werden im Expert Tribe „Regulatorik“ definiert.

Deutsch-französisches Positionspapier

Konzept

Konzept in Englisch und Französisch

Pressemitteilungen

  • 19.02.2020 - Pressemitteilung - Digitale Technologien

    Altmaier: Wir wollen GAIA-X gemeinsam mit Europa verwirklichen

    Öffnet Einzelsicht
  • 29.10.2019 - Gemeinsame Pressemitteilung - Digitale Technologien

    Pressemitteilung zur deutsch-französischen Zusammenarbeit für eine sichere und vertrauenswürdige Dateninfrastruktur

    Öffnet Einzelsicht
Grafik geometrische Formen