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Microsoft Security

Was ist KI-Sicherheit?

Eignen Sie sich die Grundlagen der KI-Sicherheit an und erfahren Sie, wie Sie KI-Systeme vor potenziellen Bedrohungen und Sicherheitsrisiken schützen können.

Eine Übersicht über KI-Sicherheit


KI-Sicherheit ist eine Verzweigung der Cybersicherheit speziell für KI-Systeme. Sie bezieht sich auf eine Reihe von Prozessen, bewährten Verfahren und technologischen Lösungen, die KI-Systeme vor Bedrohungen und Schwachstellen schützen. 

Das Wichtigste in Kürze

  • KI-Sicherheit schützt KI-Daten, gewährleistet die Systemintegrität und stellt die Verfügbarkeit von KI-Diensten sicher.
  • Zu den gängigen Bedrohungen für KI-Systeme gehören Data Poisoning, Modellinversionsangriffe und gegnerische Angriffe.
  • Zu den bewährten Methoden für die KI-Sicherheit gehören das Verschlüsseln von Daten, stabile Tests, eine starke Zugriffssteuerung und kontinuierliche Überwachung.
  • Moderne KI-Sicherheitstools, -Lösungen und -Frameworks können dazu beitragen, KI-Systeme vor sich entwickelnden Bedrohungen zu schützen. 

Was ist KI-Sicherheit?

KI hat der Welt unglaubliche Innovationen in einem noch nie dagewesenen Tempo beschert. Leider haben sich Cyberkriminelle die KI-Technologie genauso schnell zu eigen gemacht wie der Rest der Welt, was neue Sicherheitslücken, Bedrohungen und Herausforderungen mit sich bringt.

KI-Sicherheit, oder Sicherheit der künstlichen Intelligenz, bezieht sich auf die Maßnahmen und Praktiken, die KI-Systeme vor diesen Bedrohungen schützen sollen. Genau wie herkömmliche IT-Systeme vor Hackerangriffen, Viren und unbefugtem Zugriff geschützt werden müssen, benötigen KI-Systeme ihre eigenen Sicherheitsmaßnahmen, damit sie funktionsfähig, zuverlässig und sicher bleiben.

KI-Sicherheit ist aus mehreren Gründen wichtig, unter anderem:
 
  • Schutz vertraulicher Daten. KI-Systeme verarbeiten enorme Mengen vertraulicher Daten, darunter finanzielle, medizinische, persönliche und finanzielle Informationen. 
  • Verwalten der Systemintegrität. Unkontrollierte Schwachstellen in KI-Systemen können zu kompromittierten Modellen führen, die wiederum ungenaue oder schädliche Ergebnisse liefern können.
  • Schutz der Verfügbarkeit von KI-Diensten. Wie jeder andere Dienst müssen auch KI-Systeme verfügbar und einsatzbereit bleiben, insbesondere wenn immer mehr Menschen und Organisationen auf sie angewiesen sind. Sicherheitsverletzungen führen häufig zu Downtime, was wichtige Dienste unterbrechen kann. 
  • Verantwortlichkeit. Damit KI auf globaler Ebene eingeführt werden kann, müssen Menschen und Organisationen darauf vertrauen können, dass KI-Systeme sicher und zuverlässig sind.

Wichtige Konzepte der KI-Sicherheit

  • Vertraulichkeit: Stellen Sie sicher, dass vertrauliche Daten nur autorisierten Personen oder Systemen zugänglich sind. 
  • Integrität: Gewährleisten Sie die Genauigkeit und Konsistenz der KI-Systeme.
  • Verfügbarkeit: Stellen Sie sicher, dass KI-Systeme betriebsbereit und zugänglich bleiben. 

  • Verantwortlichkeit: Die Möglichkeit, Aktionen von KI-Systemen nachzuverfolgen.
 

KI-Sicherheit im Vergleich zu KI für Cybersicherheit

Es ist wichtig, zwischen zwei verwandten, aber unterschiedlichen Konzepten zu unterscheiden: KI-Sicherheit und KI für Cybersicherheit.

KI-Sicherheit konzentriert sich auf den Schutz von KI-Systemen selbst. Es geht um Sicherheit für KI, die die Strategien, Tools und Praktiken umfasst, die darauf abzielen, KI-Modelle, Daten und Algorithmen vor Bedrohungen zu schützen. Dazu gehört, dass das KI-System wie vorgesehen funktioniert und dass Angreifende keine Schwachstellen ausnutzen können, um Ergebnisse zu manipulieren oder vertrauliche Informationen zu stehlen.

KI für Cybersicherheit bezieht sich hingegen auf die Verwendung von KI-Tools und -Modellen, um die Fähigkeit einer Organisation zu verbessern, Bedrohungen für alle ihre Technologiesysteme zu erkennen, darauf zu reagieren und sie zu mindern. So können Unternehmen große Mengen von Ereignisdaten analysieren und Muster erkennen, die auf potenzielle Bedrohungen hinweisen. KI für die Cybersicherheit kann Ereignis- und Cyberbedrohungsdaten aus verschiedenen Quellen analysieren und korrelieren.

Zusammengefasst geht es bei der KI-Sicherheit um den Schutz von KI-Systemen, während KI für Cybersicherheit sich auf die Verwendung von KI-Systemen bezieht, um den allgemeinen Sicherheitsstatus einer Organisation zu verbessern.
Bedrohungen für KI

Häufige KI-Sicherheitsbedrohungen

Wenn KI-Systeme von Unternehmen und Einzelpersonen häufiger verwendet werden, werden sie zunehmend zu attraktiven Zielen für Cyberangriffe.

Mehrere große Bedrohungen stellen Risiken für die Sicherheit von KI-Systemen dar: 

Data Poisoning

Bei Data Poisoning injizieren Angreifende bösartige oder irreführende Daten in den Trainingssatz eines KI-Systems. Da KI-Modelle nur so gut sind wie die Daten, mit denen sie trainiert werden, kann eine Beschädigung dieser Daten zu ungenauen oder schädlichen Ausgaben führen. 

Modellinversionsangriffe

Bei Modellinversionsangriffen verwenden Angreifenden die Vorhersagen eines KI-Modells, um vertrauliche Informationen, mit denen das Modell trainiert wurde, rückgängig zu machen. Dies kann zur Offenlegung vertraulicher Daten wie personenbezogener Daten führen, die nicht öffentlich zugänglich sein sollten. Diese Angriffe stellen ein erhebliches Risiko dar, insbesondere beim Umgang mit KI-Modellen, die vertrauliche Informationen verarbeiten.

Gegnerische Angriffe

Bei gegnerischen Angriffen werden trügerische Eingaben gemacht, die KI-Modelle zu falschen Vorhersagen oder Klassifizierungen verleiten. Bei diesen Angriffen führen scheinbar harmlose Eingaben, z. B. ein geändertes Bild oder ein Audioclip, dazu, dass sich ein KI-Modell unvorhersehbar verhält. In einem realen Beispiel haben Forschende gezeigt, wie subtile Veränderungen an Bildern Gesichtserkennungssysteme dazu verleiten können, Menschen falsch zu identifizieren.

Überlegungen zum Datenschutz 

KI-Systeme basieren häufig auf großen Datasets, von denen viele persönliche oder vertrauliche Informationen enthalten. Die Gewährleistung des Datenschutzes von Personen, deren Daten im KI-Training verwendet werden, ist ein wichtiger Aspekt der KI-Sicherheit. Datenschutzverletzungen können auftreten, wenn Daten nicht ordnungsgemäß verarbeitet, gespeichert oder auf eine Weise verwendet werden, die gegen die Benutzereinwilligung verstößt.

 Überstürzte Bereitstellungen 

Unternehmen stehen oft unter hohem Innovationsdruck, was zu unzureichenden Tests, überstürzten Implementierungen und unzureichenden Sicherheitsüberprüfungen führen kann. Diese Beschleunigung des Entwicklungstempos führt manchmal dazu, dass kritische Schwachstellen nicht behoben werden, wodurch Sicherheitsrisiken entstehen, sobald das KI-System in Betrieb ist.

Sicherheitsschwachstellen in der Lieferkette 

Die KI-Lieferkette ist ein komplexes Ökosystem, das potenzielle Schwachstellen aufweist, die die Integrität und Sicherheit von KI-Systemen gefährden könnten. Schwachstellen in Bibliotheken oder Modellen von Drittanbietern führen manchmal dazu, dass KI-Systeme ausgenutzt werden können. 

KI-Fehlkonfiguration

Bei der Entwicklung und Bereitstellung von KI-Anwendungen können Fehlkonfigurationen Unternehmen direkten Risiken aussetzen, z. B. einer fehlenden Identitätsverwaltung für eine KI-Ressource, und indirekten Risiken, z. B. Schwachstellen in einem dem Internet ausgesetzten virtuellen Computer, die Angreifenden den Zugriff auf eine KI-Ressource ermöglichen könnten. 

 Eingabeaufforderungsinjektionen 

 Bei einem Angriff in Form von Eingabeaufforderungseinschleusungen tarnen Hacker eine bösartige Eingabe als legitime Eingabeaufforderung und lösen damit unbeabsichtigte Aktionen eines KI-Systems aus. Indem sie trügerische Eingabeaufforderungen erstellen, bringen Angreifende KI-Modelle dazu, Ausgaben zu erzeugen, die vertrauliche Informationen enthalten. 

Best Practices für die Sicherheit von KI-Systemen

Die Gewährleistung der Sicherheit von KI-Systemen erfordert einen umfassenden Ansatz, der sowohl technische als auch betriebliche Herausforderungen angeht. Hier sind einige Best Practices für die Sicherheit von KI-Systemen:

Datensicherheit

Um die Integrität und Vertraulichkeit der Daten zu gewährleisten, die zum Trainieren von KI-Modellen verwendet werden, sollten Organisationen stabile Maßnahmen zur Datensicherheit implementieren, die Folgendes umfassen: 

  • Verschlüsseln vertraulicher Daten, um nicht autorisierten Zugriff auf KI-Trainingsdatensätze zu verhindern.
  • Überprüfen von Datenquellen: Es ist wichtig sicherzustellen, dass die für das Training verwendeten Daten aus vertrauenswürdigen und überprüfbaren Quellen stammen. So wird das Risiko von Data Poisoning verringert.
  • Das regelmäßige Bereinigen von Daten, um schädliche oder unerwünschte Elemente zu entfernen, kann dazu beitragen, KI-Sicherheitsrisiken zu mindern.

Modellsicherheit

Der Schutz von KI-Modellen vor Angriffen ist ebenso wichtig wie der Schutz von Daten. Zu den wichtigsten Techniken zum Sicherstellen der Modellsicherheit gehören:

  • Das regelmäßige Testen von KI-Modellen, um potenzielle Sicherheitsrisiken für gegnerische Angriffe zu identifizieren, ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Sicherheit.
  • Verwenden sie Differential Privacy, um zu verhindern, dass Angreifende vertrauliche Informationen aus KI-Modellen zurückentwickeln.
  • Implementieren von Training gegen Angriffe. So werden KI-Modelle mit Algorithmen trainiert, die Angriffe simulieren, um sie dabei zu unterstützen, echte Angriffe schneller zu erkennen. 

Zugriffssteuerung

Durch die Implementierung starker Mechanismen der Zugriffssteuerung wird sichergestellt, dass nur autorisierte Personen mit KI-Systemen interagieren oder diese ändern. Schritte, die Organisationen durchführen sollten: 

  • Verwenden Sie eine rollenbasierte Zugriffssteuerung, um den Zugriff auf KI-Systeme auf der Grundlage von Benutzerrollen zu beschränken.
  • Implementieren Sie eine mehrstufige Authentifizierung, um eine zusätzliche Sicherheitsebene für den Zugriff auf KI-Modelle und -Daten bereitzustellen.
  • Überwachen und protokollieren Sie alle Zugriffsversuche, um sicherzustellen, dass nicht autorisierter Zugriff schnell erkannt und unterbunden wird.

Regelmäßige Audits und Überwachung

Die kontinuierliche Überwachung von KI-Systemen ist wichtig, um potenzielle Sicherheitsbedrohungen zu erkennen und darauf zu reagieren. Schritte, die Organisationen durchführen sollten: 

  • Überwachen Sie KI-Systeme regelmäßig, um Sicherheitsrisiken oder Beeinträchtigungen der Systemleistung zu identifizieren. 
  • Verwenden Sie automatisierte Überwachungstools, um ungewöhnliches Verhalten oder Zugriffsmuster in Echtzeit zu erkennen. 
  • Aktualisieren Sie KI-Modelle regelmäßig, um Sicherheitsrisiken zu patchen und die Resilienz gegenüber neuen Bedrohungen zu verbessern. 

Verbessern der KI-Sicherheit mit den richtigen Tools

Es gibt mehrere Tools und Technologien, die zur Verbesserung der Sicherheit von KI-Systemen beitragen können. Dazu gehören Sicherheitsframeworks, Verschlüsselungstechniken und spezielle KI-Sicherheitstools.

Sicherheitsframeworks

Frameworks wie das NIST AI Risk Management Framework stellen Richtlinien für Organisationen bereit, um Risiken im Zusammenhang mit KI zu verwalten und zu mindern. Diese Frameworks bieten bewährte Methoden zum Schutz von KI-Systemen, zum Identifizieren potenzieller Risiken und zum Sicherstellen der Zuverlässigkeit von KI-Modellen.

Verschlüsselungstechniken 

Die Verwendung von Verschlüsselungstechniken trägt zum Schutz von Daten- und KI-Modellen bei. Durch die Verschlüsselung vertraulicher Daten können Unternehmen das Risiko von Datenschutzverletzungen verringern und sicherstellen, dass die Daten selbst dann unbrauchbar bleiben, wenn Angreifende Zugang zu ihnen erhalten.

KI-Sicherheitstools

Verschiedene Tools und Plattformen wurden entwickelt, um KI-Anwendungen zu schützen. Diese Tools helfen Organisationen dabei, Sicherheitsrisiken zu erkennen, KI-Systeme auf potenzielle Angriffe zu überwachen und Sicherheitsprotokolle durchzusetzen. 

KI-Sicherheitslösungen

Angesichts der sich ständig weiterentwickelnden Herausforderungen für die KI-Sicherheit müssen Unternehmen ihre Sicherheitsstrategien proaktiv an die sich ständig verändernde Bedrohungslandschaft anpassen, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit ihrer KI-Systeme zu gewährleisten. Zu den wichtigsten Strategien gehören die Einführung eines umfassenden Sicherheitsrahmens, Investitionen in Verschlüsselungstechnologien und Zugangskontrolle sowie die kontinuierliche Kommunikation über neue Bedrohungen und neue Lösungen.

Moderne KI-Sicherheitslösungen, die KI schützen und steuern, verbessern den Schutz einer Organisation vor diesen neuen Bedrohungen erheblich. Durch die Integration dieser leistungsstarken KI-Sicherheitslösungen können Organisationen ihre vertraulichen Daten besser schützen, die Compliance mit gesetzlichen Bestimmungen gewährleisten und die Resilienz ihrer KI-Umgebungen vor zukünftigen Bedrohungen sicherstellen.

Häufig gestellte Fragen

  • Zu den wichtigsten Sicherheitsrisiken, vor denen KI-Sicherheit schützt, gehören Datenschutzverletzungen, Modellmanipulation, gegnerische Angriffe und der Missbrauch von KI für böswillige Zwecke wie Phishing.
  • Zum Schutz von KI gehören der Schutz von KI-Daten, -Modellen und -Systemen vor Cyberangriffen durch Verschlüsselung, regelmäßige Tests, Überwachung und menschliche Aufsicht.
  • KI-Sicherheit konzentriert sich auf den Schutz von KI-Systemen selbst. Das Konzept umfasst die Strategien, Tools und Praktiken, die darauf abzielen, KI-Modelle, Daten und Algorithmen vor Bedrohungen zu schützen. KI für Cybersicherheit bezieht sich auf die Verwendung von KI-Tools und -Modellen, um die Fähigkeit einer Organisation zu verbessern, Bedrohungen für alle ihre Technologiesysteme zu erkennen, darauf zu reagieren und sie zu mindern.

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