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04.04.2011
Folge 270

Verschlüsselt in die Wolke

Cloud Computing ist eindeutig der Trend, der die IT in den nächsten Jahren revolutionieren wird. Allerdings bringt diese Flexibilität auch neue Anforderungen an die Sicherheit der eignen Daten.

Aktuell redet man von der privaten Cloud, also der Virtualisierung im eignen Rechenzentrum, der Öffentlichen Cloud, also das Anmieten von Rechenleistung und Speicherplatz von Dienstleistern über das Internet und als dritte die hybride Wolke, also gemischte Betrieb im eigenen Rechenzentrum und bei Dienstleistern.  Vor allem die Spielart der hybriden Wolke bieten einen besonderen Reiz, weil im eignen Rechenzentrum nur die für den Normalbetrieb notwenige Leistung installiert und betrieben werden muss. Bei Kapazitätsengpässen oder im Falle eines Ausfalls der eigenen IT-Infrastruktur weicht man auf die öffentliche Cloud aus.


Heinz Schmitz über das Verschlüsseln von Daten beim Cloud-Computing gegen unbefugten Zugriff.

Dabei sind die Verantwortlichen gefordert, für die drei Spielarten die notwenigen Sicherheitsmechanismen zu implementieren. Während in der privaten Wolke die konventionellen Sicherheitsrichtlinien und Mechanismen für Rechenzentren greifen, wirft die öffentliche Cloud neuen Fragen auf. Wo sind meine Daten gespeichert? Bleiben Sie im Land oder verschiebt der Dienstleister sie in ein Rechenzentrum im Ausland? Welche Sicherheit gibt es, dass kein Unbefugter auf Daten und Programme zugreift? Können und dürfen staatliche Stellen auf meine Daten zugreifen? etc.

Eine Lösung für die ausgelagerten Daten ist die Verschlüsselung. Dabei werden nur Daten in die Wolke geschickt die mit einem sichern Algorithmus verschlüsselt wurden und nur mit einem so genannten privaten Schlüssel gelesen werden können. Dieser Schlüssel ist nur dem Inhaber der Daten bekannt und die Verwaltung erfolgt mit speziellen Programmen im eigenen Rechenzentrum. Will nun ein Programm, egal ob im Rechenzentrum oder in der Cloud,  auf die ausgelagerten Daten zugreifen, fragt es beim Schlüsselmanagement den Schlüssel zur Dekodierung ab. Kann es sich authentifizieren erhält für diese Transaktion den Schlüssel und kann die Daten für die Transaktion entschlüsseln und nutzen. Beim zurückschreiben werden sie dann wieder kodiert.

So eine Lösung ist zwar etwas aufwendiger als das einfache Speichern von Daten, bietet allerdings eine gewisse Sicherheit vor dem Missbrauch der Daten, denn alles was über das Internet geht und dort gespeichert ist kann (zumindest theoretisch) von Hackern, Kriminellen und Geheimdiensten abgegriffen werden.


Bioinformatik - 10 Jahre im Max Planck Institut in Saarbrücken

Als Gesprächspartner konnten wir den Institutsleiter gewinnen.


Prof. Dr. Thomas Lengauer, Ph.D.

Professor Lengauer arbeitet im Bereich Bioinformatik.

„Die Bioinformatik verwendet Computermethoden, um aus molekularen biologischen Daten basierend auf der Erbinformation der Lebewesen Erkenntnisse über Strukturen und Prozesse des Lebens zu gewinnen.“

Welchen Beruf üben Sie momentan aus? In welchem (Forschungs-)Gebiet arbeiten Sie zur Zeit?
Direktor am Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken und Professor an der Universität des Saarlandes und der Universität Bonn. Das Forschungsgebiet ist die Bioinformatik. Die Bioinformatik verwendet Computermethoden, um aus molekularen biologischen Daten basierend auf der Erbinformation der Lebewesen Erkenntnisse über Strukturen und Prozesse des Lebens zu gewinnen.

Wie wurde Ihr Interesse an der Informatik geweckt? Was sind Ihre ersten (aktiven) Erfahrungen mit Informatik?
Ich hatte als Schüler eine Nebentätigkeit am Hahn-Meitner-Institut für Kernforschung, Berlin. Dort habe ich Programmieren gelernt.

Wie wurde Ihr Interesse für den Beruf bzw. das Gebiet geweckt? Hatten/haben Sie selber ein „Informatik-Vorbild“ - wenn ja, wen und warum?
Mich hat die Neugier an den wissenschaftlichen Grundlagen zur Mathematik getrieben, und die Informatik wurde damals vor allem als die maschinelle Umsetzung der Mathematik angesehen. Ich hatte auch als Schüler schon ausgeprägte biologische und medizinische Interessen, habe sie aber erst zwei Jahrzehnte später beruflich umgesetzt. Meine Dissertation an der Freien Universität Berlin beschäftigte sich mit "Petri-Netzen", einem mathematischen Modell für in der Zeit nebenläufig ablaufende Vorgänge. Deshalb war in dieser Zeit naturgemäß der Erfinder der Petri-Netze, Carl-Adam Petri, eine Orientierungsgröße für mich.

Was war Ihr größter Erfolg in Ihrem Beruf?
Der zeitgerechte Einstieg in die Bioinformatik und die erfolgreiche Mitwirkung beim Aufbau der Bioinformatik in Deutschland und international. (Dieser Erfolg wurde auch mit Preisen gewürdigt.)

Was fasziniert Sie an Ihrer Arbeit am meisten?
Die ständig neuen Einblicke in die molekularen Mechanismen des Lebens, sowie die Tatsache, dass die Fortschritte der Bioinformatik ohne große Verzögerung bis in den (Patienten-)Alltag hinein reichen können.

In welchem Rahmen ist Informatik für Ihren Beruf notwendig?
Informatik ist eine der beiden Säulen meiner interdisziplinären Tätigkeit. Die andere bilden die Naturwissenschaften Biologie, Physik und Chemie sowie die Medizin.

Welche Informatik-Systeme bzw. -Werkzeuge (Software, Kommunikationsgeräte,...) nutzen Sie für Ihre Arbeit?
Für die Forschung und Entwicklung: Bibliotheken von Algorithmen und statistischen Methoden, Datenbanksysteme, Internet-Technologie und das World-Wide-Web, Standard Computerarchitektur, Computer-Cluster für aufwändigere Rechnungen. Für die Verwaltung und Kommunikation:  Moderne Standard-technologie (PC, Palmtop, Drahtlose Netze, weitgehend papierloses Büro.

Nennen Sie drei wichtige Voraussetzungen für Ihren Beruf?
1. Interdisziplinäre Kenntnisse, Interessen und Fähigkeiten.
2. Die Fähigkeit, eine größere Arbeitsgruppe wissenschaftlich zu leiten.
3. Herausfordernde aber gleichzeitig realistische Visionen für die Entwicklung der Forschung.

Kurze Beschreibung ihrer Forschungseinrichtung:
Die Max-Planck Gesellschaft ist die wichtigste deutsche Gesellschaft zur Förderung von Grundlagenforschung. Sie hat etwa 80 Institute, vor allem im Bereich Nautr- und Geisteswissenschaften. Das Institut für Informatik wurde 1990 gegründet und war bis vor kurzem das einzige Max-Planck-Institut, das sich ausschließlich der Informatik widmete. Im Jahr 2004 wurd als zweites derartiges Institut das Max-Planck-Institut für Softwaresysteme (Kaiserslautern/Saarbrücken) gegründet. Das Max-Planck Institut für Informatik hat fünf Abteilungen. Ich leite die Abteilung 3 - Bioinformatik und Angewandte Algorithmik.

Was bedeutet Informatik für Sie?
Informatik ist die Grundlage für meine Forschung, aber auch für meine Informationsbeschaffung und Kommunikation. Sie ist für mich dennoch eine Hilfswissenschaft wie die Mathematik, die den Fortschritt in anderen wissenschaftlichen Bereichen erheblich beschleunigen kann und zum Teil sogar erst ermöglicht. In meinem Fall hilft die Informatik, wichtige biologische und medizinische Kenntnisse zu erlangen.  Die Informatik kann in anderen Disziplinen wirksam als hoch-intelligentes Vorschlagsinstrument und als "Geistesverstärker" eingesetzt werden.

Nennen Sie uns Ihr „originellstes“ Erlebnis mit Informatik:
Ein Mitarbeiter meiner Arbeitsgruppe hat einmal für eine medizinische Gruppe die dreidimensionale Struktur eines Proteins (Eiweißmoleküls) vorherzusagen versucht. Dafür gibt es spezielle Computermethoden, die er angewandt hat. Heraus kam eine Struktur, die meinem Mitarbeiter höchst unplausibel erschien, da er die Struktur eines Proteins an der Zelloberfläche vorherzusagen hatte, die vorhergesagte Struktur aber einem bestimmten Enzym glich, das im Zellinnern wirkt. In der Diskussion mit dem medizinischen Auftraggeber stellte sich jedoch heraus, dass genau die vorgesagte Enzymstruktur durch weitere experimentelle Befunde, die meinem Mitarbeiter nicht mitgeteilt worden waren, weil sie den Medizinern damals als mysteriös und problematisch erschienen, massiv untermauert wurde. Die Computeranalyse ist also unvoreingenommener an das Problem herangegangen als die Forscher. Und genau diese unerwartete Vorhersage hatte bis dato unerklärliche experimentelle Ergebnisse der medizinischen Kooperationspartner interpretieren können. Das zeigt, wie mächtig der Computer als Vorschlagsinstrument sein kann.


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