Die digitale Transformation europäischer Unternehmen und Behörden wird zunehmend durch die Abhängigkeit von globalen Cloud-Anbietern geprägt. Insbesondere im Bereich der Cloud-Infrastrukturen dominieren US-Hyperscaler wie Microsoft, Amazon und Google mit einem Marktanteil von 70 Prozent. Dies schränkt die technologische Souveränität, Innovationskraft und regulatorische Kontrolle Europas erheblich ein.
Um dieser Abhängigkeit zu entkommen und den digitalen Rückstand aufzuholen, forciert die EU-Kommission Open-Source-Projekte wie ApeiroRA von SAP, das mit der Apeiro Referenzarchitektur zentrale Technologiekomponenten und einen Open-Source-Bauplan für eine europäische, anbieterunabhängige Cloud-Edge-Infrastruktur bereitstellt. Das Projekt ist Teil der IPCEI-CIS-Initiative (Important Project of Common European Interest – Cloud Infrastructure and Services).
Nachhaltiges Kontinuum für Europa
Die Fraunhofer-Institute ISST und AISEC unterstützen SAP technologisch, um ein nachhaltiges Multi-Provider Cloud-Edge-Kontinuum für Europa aufzubauen. Dazu nutzen sie ihre langjährige Expertise und setzen auf den Vorarbeiten aus dem Forschungscluster CCIT (Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies) auf, dessen Forschungsschwerpunkt auf der Etablierung eines souveränen Edge-Cloud-Kontinuums liegt. Zudem arbeiten sie seit Jahren an Datenräumen (Data Spaces), die den souveränen Datenaustausch zwischen Unternehmen ermöglichen.
„Fraunhofer ist für uns der richtige Partner, weil hier wissenschaftliche Exzellenz konsequent mit Umsetzungsstärke verbunden wird. Gerade im Apeiro-Projekt, in dem wir eine komplexe Referenzarchitektur schrittweise in konkrete Lösungen und Piloten überführen, ist diese Fähigkeit entscheidend. In der Zusammenarbeit ergänzen sich die Partner sehr gut: SAP bringt die industrielle Anwendung und Skalierung, Fraunhofer die methodische Tiefe und strukturierte Entwicklung neuer Ansätze – und genau daraus entsteht die Grundlage für belastbare, praxisnahe Technologien“, betont Andreas Schlosser, Apeiro-Koordinator für Partnerschaften & Integrationen, SAP SE, die Vorteile der Kooperation.
Förderung für dezentrale Rechenzentren
Heinrich Pettenpohl, Abteilungsleiter IT Service Providers am Fraunhofer ISST, sagt: „Im globalen Markt für Public-Cloud-Dienste hat Europa den Anschluss verloren. Im Bereich von Cloud-Edge-Computing ist das nicht der Fall. Daher verfolgt die EU-Kommission die Strategie, dezentrale, kleinere Rechenzentren, sogenannte Cloud Edges, zu fördern, sodass europäische Unternehmen direkten Zugriff haben und ihre Daten dort ablegen können.“
Der Vorteil: Die Datenverarbeitung wird von zentralen Rechenzentren direkt an den Rand (Edge) des Netzwerks verlagert, also nah an die Datenquelle. Solche Edge-Cloud-Rechenzentren können sich überall befinden, etwa im Turmfuß eines Windkraftwerks, auf einem Betriebshof oder in einer Produktionshalle. Dadurch werden Latenzzeiten minimiert, Bandbreiten geschont und Echtzeitanalysen ermöglicht, während die Cloud weiterhin als zentraler Speicher und für komplexe Langzeitanalysen dient. Zudem wird ein Gegenpol zu den zentralisierten Cloudsystemen von Amazon und Co. geschaffen. Im Open-Source-Großprojekt ApeiroRA entsteht ein sicheres, herstellerunabhängiges europäisches Cloud-Edge-Kontinuum, das zentrale Cloud-Rechenzentren und dezentrale Cloud Edges nahtlos zu einer einzigen, intelligenten IT-Infrastruktur verbindet. Es verteilt Arbeitslasten dynamisch dorthin, wo sie am effizientesten verarbeitet werden.
Der Beitrag von Fraunhofer zu ApeiroRA umfasst die Entwicklung und prototypische Umsetzung eines skalierbaren, sicheren und automatisierten Lifecycle Managements für Cloud- und Edge-Services. Zu den Aufgaben zählt der Aufbau von modularen Systemen für Cloud- und Edge-Dienste, die problemlos zwischen verschiedenen Anbietenden und Anwendungen agieren, wodurch die Flexibilität und Interoperabilität erhöht werden.
Unabhängige Systeme arbeiten wie eine Plattform
Um Sicherheit und Compliance, Datenschutz und regulatorische Anforderungen zu gewährleisten, werden modernste Sicherheitsstrategien wie Zero Trust und Confidential Computing umgesetzt. „Wir integrieren eine Sicherheitsarchitektur in die Apeiro Referenzarchitektur mit Zero-Trust-Prinzipien und Confidential Computing zur sicheren, interoperablen Identitäts- und Zugriffsverwaltung sowie zur technologieunabhängigen Attestierung von Workloads in föderierten Multi-Provider-Umgebungen, also in IT-Ökosystemen, in denen Dienste, Ressourcen und Identitäten verschiedener Anbieter nahtlos miteinander verknüpft sind“, sagt Dr. Michael Weiß, Wissenschaftler am Fraunhofer AISEC.
Anstatt proprietäre Insellösungen zu nutzen, arbeiten unabhängige Systeme über offene Standards und Vertrauensstellungen (Föderationen) zusammen, sodass sie wie eine einzige Plattform wirken. Dies soll unter anderem durch die Implementierung vertrauenswürdiger Ausführungsumgebungen, die technologieunabhängige Integritätsverifikation von Software-Stacks und eine minimalistische Vergabe von Zugriffsrechten erreicht werden.
Ressourceneffizienz durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen
Auch die Entwicklung eines Frameworks zur ganzheitlichen Analyse von Ressourcenverbräuchen, zur Erfassung und Vorhersage von Nachhaltigkeitsmetriken sowie von Empfehlungen für ressourceneffiziente Konfigurationen beschäftigt die Fraunhofer-Forschenden. „Indem wir Cloud Services dorthin verlagern, wo entsprechend Energie oder erneuerbare Energie vorhanden ist, gestalten wir das System nachhaltig. Durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen wollen wir den Ressourcenverbrauch optimieren und nachhaltige IT-Konfigurationen realisieren“, erläutert Pettenpohl.
Ebenfalls auf der Agenda steht die Entwicklung einer autonomen Fehleranalyse und einer KI-gestützten Betriebsführung zum Reduzieren von Administrationsaufwänden und zur Steigerung der Effizienz. Andreas Schlosser: „Die Beiträge von Fraunhofer sind zentral: von automatisierten und compliancefähigen Betriebsmodellen über Zero Trust und Confidential Computing-Ansätze bis hin zu neuen Konzepten wie Digital Twins und KI-gestützter Systemoptimierung. Diese Arbeiten schaffen nicht nur technologische Innovation, sondern vor allem überprüfbare und übertragbare Lösungen, die Europa mehr Unabhängigkeit, Transparenz und langfristige Wettbewerbsfähigkeit ermöglichen.“
Die zentralen Projektergebnisse fließen direkt in die NeoNephos Foundation ein, die sich als Teil der Linux Foundation Europe der Förderung von Open-Source-Projekten widmet, die mit den strategischen Zielen des IPCEI-CIS der EU im Einklang stehen. NeoNephos wird damit zu einem zentralen Baustein für Europas Unabhängigkeit im Cloud- und Edge-Bereich.
