Wie kann Künstliche Intelligenz ökologisch nachhaltiger und gleichzeitig zum Wettbewerbsvorteil für Deutschland und Europa werden? Das Bundesumweltministerium hat zu dieser Frage in der vergangenen Woche ein Gutachten von fünf Expert:innen veröffentlicht. Ihre klare Botschaft: Beides ist möglich, aber nur mit einem deutlichen Umsteuern in der KI-Politik.

Während die Bundesregierung gerade die Regeln zu Umweltschutz und Energieeffizienz von Rechenzentren lockern will, weil sie sich als Konkurrentin in einem KI-Wettrennen mit den USA und China wähnt, warnt das Gutachten unter anderem: „Regulatorische Änderungen mit eng gefasstem Fokus und kurzfristiger Perspektive können zu langfristigen Problemen führen und dazu, dass die Ziele der Energiewende verfehlt werden.“

Der Energiehunger der Künstlichen Intelligenz

Die Ausgangslage für nachhaltige KI ist aktuell gleich im doppelten Sinne düster: Zum einen ist klar, dass der Energieverbrauch durch Rechenzentren, die für die Entwicklung und den Betrieb sogenannter Künstlicher Intelligenz gebaucht werden, rasant steigt. Nach Schätzungen der Internationalen Energieagentur betrug er in 2024 bereits 415 Terawattstunden, was nur knapp unter dem Stromverbrauch von Frankreich liegt, also der siebtgrößten Volkswirtschaft der Welt (449 Terawattstunden in 2024). Um den Energiehunger der KI zu stillen, setzen die großen KI-Firmen neben erneuerbaren auch massiv auf fossile, umweltschädliche Formen der Energiegewinnung, insbesondere Gas.

Zum anderen ist aufgrund der großen Intransparenz der Branche weitgehend unbekannt, wie viel Strom und Wasser einzelne KI-Modelle oder Rechenzentren genau verbrauchen oder wie viele Treibhausgas-Emissionen sie verursachen. Auch die großen Versprechen, dass KI für nachhaltige Zwecke wie etwa intelligentes Energie-Management genutzt werden könne, warten überwiegend noch auf ihre Einlösung.

Die ausgewiesenen Expert:innen Udit Gupta, Philipp Hacker, Lynn Kaack, Emma Strubell und Aimee van Wynsberghe haben im Auftrag des Umweltministeriums deshalb zahlreiche Vorschläge gemacht, wie die Situation verbessert werden könnte. Sie sagen: KI und Nachhaltigkeit müssten nicht im Widerspruch stehen. Deutschland habe eine gute Ausgangslage, um bei nachhaltiger KI eine globale Führungsrolle einzunehmen.

Spezialisierte KI-Ansätze statt riesiger Modelle

Eine zentrale Empfehlung der interdisziplinären Expert:innen-Gruppe ist ein realistischerer Blick auf die Vor- und Nachteile unterschiedlicher KI-Ansätze.

Derzeit sei die Aufmerksamkeit auf die großen sogenannten General-Purpose-AI-Modelle (GPAI) konzentriert. Der englische Begriff lässt sich am besten als KI-Modelle mit allgemeinem Verwendungszweck übersetzen. Gemeint sind in der Regel generative Modelle wie GPT von OpenAI oder Claude von Anthropic. Diese Modelle sind gerade wegen ihres allgemeinen Problemlösungsanspruchs und der dahinterstehenden Technik des Reasonings, das logisches Schlussfolgern imitiert, besonders energieintensiv.

Klimaschädlich by Design

Daneben gebe es jedoch auch andere vielversprechende Ansätze wie etwa kleinere KI-Modelle, die speziell zur Erfüllung konkreter Aufgaben trainiert werden. Diese seien oft besser zur Erfüllung von Aufgaben in der Industrie geeignet, etwa für Predictive Maintenance oder Bilderkennung für Krebsforschung. Viele Aufgaben erforderten gar nicht die Fähigkeiten von Allzweckmodellen oder profitieren nicht einmal davon.

Je genauer man die Zielaufgabe für ein KI-Modell definieren könne, desto effizienter lasse es sich in der Regel gestalten. Die klare Empfehlung des Gutachtens: „Um den wirtschaftlichen Nutzen von KI zu maximieren und gleichzeitig ihren Ressourcenbedarf zu minimieren, ist es daher von entscheidender Bedeutung, Modelle entsprechend zu spezialisieren oder sie gezielt für bestimmte Aufgaben einzusetzen.“

Der Fokus auf kleinere und spezifische Modelle passe zum deutschen und europäischen KI-Ökosystem, das stärker von kleineren und mittleren Unternehmen als von Tech-Giganten geprägt sei. Solche Modelle müssten durch gezielte Investitionen, Förderungen und Public-Private-Partnerships vorangetrieben werden. Dann könnten sich Nachhaltigkeit und ökonomische Wettbewerbsfähigkeit gegenseitig verstärken.

„Die Zukunft ist offener, als wir denken“, so fasste Jurist Philipp Hacker von der Europa-Universität Viadrina die Hoffnung der Sachverständigen bei einer Vorstellung der Studie in Berlin zusammen. „Es ist nicht alternativlos, dass die GPAI-Modelle gewinnen.“ Die Anbieter der großen Modelle hätten bis heute kein tragfähiges Geschäftsmodell und ihre Modelle würden teilweise immer schlechter, Stichwort „Entshittification“, so Hacker.

Intransparenz als Kernproblem

Ein großes Problem bei einer nachhaltigeren Gestaltung der KI-Ökonomie ist dem Gutachten zufolge die massive Intransparenz der Branche. Weil entsprechende Informationen fehlen, könnten Nutzer:innen heute gar nicht das „am wenigsten problematische Modell“ auswählen, so Computerlinguistin Emma Strubell von der Carnegie Mellon University.

Die Intransparenz sei nicht nur ein Problem für private, sondern auch für betriebliche Anwender:innen, die sich ein Bild von der Effizienz machen müssten. Auflagen für die Umweltberichterstattung müssten deshalb dringend um verpflichtende, standardisierte, unabhängig überprüfte und öffentlich zugängliche Informationen zu den Folgen von KI über den gesamten Lebenszyklus ergänzt werden.

Die KI-Verordnung der EU enthalte hierzu beispielsweise nur rudimentäre Anforderungen, die erweitert werden müssten. Dabei sollten nicht nur Daten zum Energieverbrauch beim Training, sondern auch beim Gebrauch von KI-Modellen einfließen. Ebenso CO₂-Emissionen, die bei der Produktion spezialisierter Hardware wie etwa hochleistungsfähigen Grafikprozessoren entstehen.

Bislang halten KI-Firmen solche Daten unter Verweis auf Geschäftsgeheimnisse unter Verschluss. Das öffentliche Informationsinteresse überwiege hier jedoch, so das Gutachten: „Der dringende Bedarf an Daten für ein wirksames Ressourcenmanagement und den Umweltschutz überwiegt die potenziellen Wettbewerbsnachteile, die mit der Offenlegung von Kennzahlen verbunden sind, die indirekt mit der Modellgröße zusammenhängen.“

Darüber hinaus könnten Anbieter verpflichtet werden, ein „grünes Modell“ ihrer KI-Anwendungen anzubieten, das beispielsweise ohne rechenintensives Reasoning daherkomme, um Energieverschwendung durch unnötige Rechenoperationen zu vermeiden. Auch das staatliche Beschaffungswesen sollte als Hebel genutzt werden, um KI- und Cloud-Anbieter zu fördern, die auf Energieeffizienz, nachhaltige Energiequellen und öffentliche Transparenz setzen.

Regeln für Rechenzentren müssen verschärft werden

Auch Rechenzentren als wichtige KI-Infrastruktur stehen im Fokus des Gutachtens. Bei keiner Industrie steige der Energiebedarf derzeit so rasant an wie bei Rechenzentren, so Udit Gupta von der New Yorker Universität Cornell Tech bei der Vorstellung des Papiers. In bestimmten Regionen führe der Bau-Boom bereits heute zu Problemen mit der Energieversorgung. In Frankfurt am Main etwa gingen bereits 2022 knapp 30 Prozent des Stromverbrauchs auf das Konto von Rechenzentren.

Auch hier gehen dem Gutachten zufolge die aktuellen Berichts- und Transparenzpflichten für Betreiber nicht weit genug. Statt tatsächlicher Verbrauchsmessungen würden sie häufig lediglich Schätzungen basierend auf dem Design ihrer Anlagen übermitteln. Ohne solche Angaben könne der tatsächliche Bedarf an Rechenkapazität nicht realistisch eingeschätzt und der Bau neuer Anlagen volkswirtschaftlich sinnvoll geplant werden. Zahlen aus den Niederlanden hätten erst kürzlich gezeigt, dass Rechenzentren dort vermutlich nur zu einem Drittel ausgelastet seien.

Problematisch seien auch die zentralen Maßeinheiten für die Effizienz von Rechenzentren, der PUE-Wert, kurz für Power Usage Effectiveness, und der WUE-Wert, kurz für Water Usage Effectiveness. Beide Werte, die auch in den Nachhaltigkeitsberichten großer Rechenzentrumsbetreiber wie Amazon, Google oder Microsoft angegeben werden, geben keine Auskunft über den absoluten Verbrauch. Stattdessen sind es relative Effizienzwerte, was dazu führe, dass PUE und WUE sich zwar verbessern würden, der absolute Verbrauch jedoch drastisch steige, weil Einsparungen in immer noch größere Modelle investiert würden. Der PUE-Wert messe zudem nur den Energieverbrauch der Gebäude-Infrastruktur, etwa Kühlsystem und Beleuchtung, nicht den Verbrauch der tatsächlichen Energieinfrastruktur.

Wo sich lokaler Widerstand gegen den KI-Hype formiert

Um hier für Verbesserungen zu sorgen, müssten den Expert:innen zufolge die Transparenz- und Berichtspflichten für Rechenzentren deutlich verschärft werden. Hierzu müsste der DIN-Standard für Rechenzentren ebenso angepasst werden wie die Europäische Energieeffizienz-Richtlinie und das deutsche Energieeffizienzgesetz. Wichtig seien unabhängig auditierte Verbrauchsmessungen, die zudem mindestens in aggregierter Form öffentlich zugänglich sein sollten. Auch bei Rechenzentren müsse der ganze Lebenszyklus ins Reporting einbezogen werden: von den Emissionen, die bei der Herstellung von Servern entstehen, bis zum Elektroschrott, nachdem Hardware aussortiert wird.

Darüber hinaus könnten auch beim Design von Rechenzentren und der Energieversorgung große Fortschritte erzielt werden. So sollten etwa KI-Unternehmen verpflichtet werden, selbst für den Ausbau Erneuerbarer Energien in dem Maße zu sorgen, wie sie Strom verbrauchen. Rechenzentren sollten zudem Teil des Systems der CO₂-Bepreisung sein, damit Betreiber Folgekosten für die Umwelt nicht externalisieren können.

Außerdem sollte der Staat die Entwicklung energieeffizienter Rechenzentren fördern, die auf die Bedürfnisse der deutschen Wirtschaft spezialisiert sind. Auch die Abwärme von Rechenzentren sollte weiterhin verpflichtend genutzt werden müssen, Ausnahmen davon reduziert werden.

Auf Kollisionskurs

Die Liste der Vorschläge der Expert:innen ist noch deutlich länger und zeigt, wie groß die Möglichkeiten wären, KI und Rechenzentren nachhaltiger zu gestalten. Zum aktuellen Kurs der Bundesregierung passen sie jedoch gar nicht. Diese sieht Deutschland und Europa in einem KI-Wettrennen mit den USA und China und setzt deshalb auf den Ausbau von KI-Kapazitäten um jeden Preis.

Getrieben von Wirtschaftsverbänden wie BDI, Bitkom oder Eco hat Digitalminister Karsten Wildberger (CDU) eine neue Rechenzentrumsstrategie erarbeiten lassen, die im März vom Bundeskabinett beschlossen wurde. Sie sieht vor, die Rechenzentrumskapazitäten in Deutschland bis 2030 mindestens zu verdoppeln und die KI-Kapazitäten bis dahin sogar zu vervierfachen. Hierfür sollen Umweltstandards gesenkt, Berichtspflichten gelockert und Planungsverfahren beschleunigt werden.

Wirtschaftministerin Katharina Reiche (CDU) will zudem das deutsche Energieeffizienzgesetz so weit zurückfahren, dass es nur noch den Mindeststandards der entsprechenden EU-Richtlinie entspricht. Dabei haben Journalist:innen von Investigate Europe gerade erst aufgedeckt, wie erfolgreich große Tech-Konzerne gegen weitergehende Transparenzvorgaben in dieser Richtlinie lobbyiert hatten: Die EU-Kommission hat demzufolge bestimmte Abschnitte fast wortgleich von Microsoft kopiert, so dass die ohnehin schon schwammigen Kennzahlen zu Rechenzentren, die an Aufsichtsbehörden übermittelt werden müssen, nicht öffentlich gemacht werden dürfen.

Es ist nun also an Umweltminister Carsten Schneider (SPD), die Vorschläge der von ihm beauftragten Expert:innen in die Debatte mit seinen Kolleg:innen zu bringen. Ob er die KI-Politik auf Klima-Kurs bringen kann, wenn er argumentiert, dass Deutschland und Europa von nachhaltiger KI auch wirtschaftlich profitieren könnten?

Eine Reihe von Personen hat sich angeblich unbemerkt Zugang zu Anthropics leistungsfähigen und regelrecht gefährlichen KI-Modell Claude Mythos Preview verschafft, ohne dass die KI-Firma davon etwas bemerkt hat. Das berichtet die Finanznachrichtenagentur Bloomberg, die sich die Benutzung des Werkzeugs demnach hat zeigen lassen. Die Unbekannten tauschen sich demnach in einem privaten Kanal auf Discord aus, es handle sich um Personen, die sich auch vorher schon der Suche nach nicht veröffentlichten KI-Modellen gewidmet haben. Mythos sei von ihnen nicht für Aufgaben mit Bezug auf Cybersicherheit genutzt worden, stattdessen würde sie testen, wie sich das KI-Modell bei harmlosen Aufgaben schlägt – die Rede ist beispielsweise vom Bauen einer Website.

Zu gefährlich für eine Freigabe

Anthropic hat Mythos vor zwei Wochen vorgestellt und dazu erklärt, dass das Modell so gefährlich sei, dass es nur Firmen zur Verfügung gestellt wird, die an IT-Sicherheit arbeiten. Das KI-Modell habe schon tausende hochriskante Zero-Day-Lücken identifiziert, darunter auch welche in allen großen Betriebssystemen und jedem Internetbrowser. Gleichzeitig sei die KI-Technik deutlich häufiger in der Lage, einen funktionierenden Exploit für solche Lücken zu entwickeln, teilweise würden dafür sogar mehrere in Verbindung miteinander ausgenutzt. Im Rahmen von „Project Glasswing“ soll die Branche nun daran arbeiten, damit gefundene Lücken abzudichten, bevor andere KI-Modelle zur Verfügung stehen, mit denen auch Kriminelle viel leichter Lücken finden und vor allem auch ausnutzen können.

Der unbefugte Zugriff auf Mythos wurde laut Bloomberg bereits an dem Tag erlangt, an dem Anthropic das KI-Werkzeug vorgestellt hat. Dazu habe sich die Gruppe verschiedener Taktiken bedient, so habe eine Person als Angestellter eines Dienstleisters Zugang zu Anthropics Werkzeugen. Vorher habe die Gruppe eine „fundierte Vermutung“ über die Internetadresse von Mythos angestellt – basierend auf anderen URLs von Anthropic. Die Unbekannten hätten Mythos seitdem regelmäßig benutzt, so wie andere KI-Modelle vorher. Dabei gehe es ihnen aber nicht darum, „damit Chaos zu stiften“. Bloomberg beruft sich bei dem Bericht durchgehend auf eine der Personen, die aber anonym gehalten wird.

Anthropic hat demnach zugesichert, die Behauptung prüfen zu wollen, aber gleichzeitig die Tragweite des Zugriffs heruntergespielt. Es gebe keine Hinweise, dass der Zugriff über die Umgebung eines Drittanbieters hinausgegangen sei oder Auswirkungen auf eigene Systeme habe. Dabei legt die Entdeckung nahe, wie schwer es der Firma fallen dürfte, den Zugriff auf Mythos unter Verschluss zu halten. Das KI-Modell wurde zur Vorstellung als so leistungsfähig beschrieben, dass nicht nur die IT-Sicherheitsindustrie aufgeschreckt wurde. In immer mehr Ländern beschäftigen sich Regierungen mit der Bedeutung des neuen Werkzeugs, und vor allem in der Finanzindustrie wurden Prüfungen angeordnet. Sollte Mythos in falsche Hände fallen, könnten die Folgen für die Cybersicherheit verheerend sein.

(mho)

Sicherheitsforschern von Trail of Bits ist ein erfolgreicher Machine-in-the-Middle-Angriff (MITM) auf den verschlüsselten Messenger TeleGuard gelungen. Damit könnten Dritte auf verschlüsselte Nachrichten zwischen Nutzern zugreifen. Anfang April berichtete 404 Media über die Lücke, Trail of Bits bestätigte heise online den erfolgreichen Exploit auf Nachfrage. Laut eigenen Angaben von Swisscows hat der Messenger 15 Millionen Nutzer.

Eine Demonstration von Trail of Bits zeigt, wie ein Angreifer aus mitgeschnittenen Daten private RSA-Schlüssel extrahiert. Diese Schlüssel seien zwar selbst verschlüsselt, allerdings könnten Angreifer das Passwort auf Basis der TeleGuard-Nutzer-ID rekonstruieren. Im Video ist zu sehen, wie die MITM-Software übertragene Nachrichten so im Klartext ausgibt.

Der Swisscows-CEO bestätigte ein „technisch mögliches, aber künstlich konstruiertes Szenario“. Trail of Bits spricht wiederum selbst von einer „falschen Darstellung“ des Exploits durch Swisscows: „Das Kernproblem ist, dass der Server von Teleguard über alle benötigten Informationen verfügt, um den privaten Schlüssel jedes Nutzers zu entschlüsseln und jede Nachricht zu lesen“, sagte Dan Guido, Mitgründer und CEO von Trail of Bits, heise online. Eine detaillierte Übersicht der Vorwürfe finden Sie bei heise+.

404 Media hatte zuletzt mehrmals Lücken in vermeintlich sicherer Kommunikation aufgezeigt: Die Plattform berichtete darüber, wie das FBI Nutzer von E-Mail-Postfächern beim Schweizer Anbieter Proton identifizieren und verschlüsselte Nachrichten des Messengers Signal über das iPhone-Betriebssystem wiederherstellen konnte. Dabei handelte es sich allerdings nicht um Lücken in der eingesetzten Verschlüsselung selbst.

(dzi)