NATO setzt auf Cloud-Föderationen für militärische Resilienz Vernetzte Souveränität: Wie Edge Computing die NATO-Cloud revolutioniert

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Die NATO-Forschungsgruppe IST-193 entwickelt eine Cloud-Föderation, die nationale Souveränität wahrt und gleichzeitig eine flexible, resiliente IT-Infrastruktur für taktische Einsätze ermöglicht. Kubernetes, Edge KI und föderierte Authentifizierung spielen dabei zentrale Rollen.

Seit der Annexion der Krim 2014 und dem Angriffskrieg Russlands auf die Ukraine 2022 haben sich die Anforderungen an die europäische Sicherheitsarchitektur und damit auch an die IT-Infrastruktur der Bundeswehr und der NATO deutlich verändert. Eine zentrale Herausforderung ist der Aufbau einer vernetzten und resilienten IT-Infrastruktur, die auch in taktischen Einsatzszenarien zuverlässig funktioniert.

Security-Insider Podcast – Folge 91

Kontrollverlust oder digitale Souveränität

Die NATO-Forschungsgruppe IST-193 „Edge Computing at the Tactical Edge“ arbeitet an Lösungen, um souveräne nationale Cloud-Infrastrukturen zu einer adaptiven Cloud-Föderation zu verbinden. Der Gruppen-Co-Chair Thomas Kudla, Diplom-Informatiker in der Forschungsabteilung „Informationstechnik für Führungssysteme“ des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE, erläutert: „Jede Nation möchte die Hoheit über ihre Hardware und Cloud behalten. Unser Ziel ist daher die adaptive Föderation: eigenständige Clouds, die interagieren, als ob es eine wäre.“

Das Ziel ist es somit, eigenständige Clouds und Hardware jeder Nation zu bewahren, aber eine Architektur zu schaffen, in der diese so kooperieren, als wären sie eine gemeinsame Cloud. Kürzlich traf sich die Arbeitsgruppe am Fraunhofer Forum in Berlin. Die Forschung soll nach Ablauf der offiziellen Projektphase im April 2025 fortgeführt werden, um noch komplexere Szenarien und neue Technologien wie Quantenverschlüsselung und 6G-Kommunikation zu beleuchten.

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Wie die NATO-Forschungsgruppe IST-193 Edge Computing für den taktischen Einsatz optimiert

Die zentrale Forschungsfrage lautet: Wie lassen sich Cloud-Technologien effizient und sicher in taktischen Netzwerken betreiben, die durch hohe Latenzen, intermittierende Verbindungen und geringe Bandbreiten gekennzeichnet sind?

Wie uns fehlende Digitalsouveränität erpressbar macht

Warum digitale Souveränität jeden von uns angeht

Um diese Forschungsfragen zu beantworten, beschäftigt sich die NATO-Forschungsgruppe mit folgenden Schlüsselfeldern:

• Föderierte Interoperabilität: Nationale Clouds sollen Ressourcen effizient teilen können, ohne ihre Souveränität aufzugeben. Dies wird durch föderierte Steuerungsebenen ermöglicht, die Ressourcenverteilung über nationale Grenzen hinweg koordinieren.

• Edge Computing für DDIL-Netzwerke: In taktischen Umgebungen (Delayed/Disconnected, Intermittently-Connected, Low-Bandwidth – DDIL) müssen Cloud-Services auch bei Verbindungsverlusten funktionsfähig bleiben. Adaptive Architekturen ermöglichen es, Aufgaben intelligent zwischen Edge- und Core-Knoten zu verteilen.

• Kubernetes-basierte Orchestrierung: Eine hybride Architektur kombiniert zentrale und dezentrale Steuerungsmodelle, sodass eine effiziente Lastverteilung und ressourcenschonende Servicebereitstellung gewährleistet wird.

• Sicherheitsaspekte in multinationalen Cloud-Föderationen: Die Containerisierung von Anwendungen (zum Beispiel via Kubernetes) wird durch strenge Zugriffsrichtlinien, verschlüsselte Kommunikation und föderierte Authentifizierungsmechanismen ergänzt. Services können nur unter definierten Sicherheitsrichtlinien zwischen Nationen ausgeführt werden.

• Einsatz von KI und maschinellem Lernen: Edge-KI-Modelle ermöglichen die direkte Datenverarbeitung am Einsatzort, sodass kritische Informationen schneller analysiert werden können – ohne dass große Datenmengen über unsichere Netzwerke übertragen werden müssen.

Experimentelle Umsetzung und Tests: Realitätsnahe Simulationen und NATO-Übungen

Im Rahmen der International Conference on Military Communication and Information Systems (ICMCIS) 2024 wurden verschiedene Szenarien und Testumgebungen vorgestellt. Es wurde bereits eine taktische Cloud-Föderation in einer simulierten NATO-Mission getestet. Außerdem wurde ein Distributed Deep Learning (DL)-System zur automatisierten Kennzeichenerkennung implementiert. Die Experimente zeigten, dass eine signifikante Performance-Gewinne durch Edge Computing erreicht wird, insbesondere bei hoher Last. Darüber hinaus testete die Gruppe auch die adaptiven Architekturen, um Netzwerkausfälle und wechselnde Bedingungen in Echtzeit zu kompensieren.

Die Ergebnisse der IST-193 Forschungsgruppe könnten den Standard für zukünftige militärische Cloud-Infrastrukturen setzen und maßgeblich zur digitalen Resilienz von NATO-Operationen beitragen.

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