Covid-19-Kontaktnachverfolgung: Was Tracing-Apps können – und was nicht

Eine möglichst lückenlose Nachverfolgung aller Kontakte von Covid-19-Fällen ist entscheidend im Kampf gegen Corona. Eine spezielle App-Technologie soll dabei helfen. Was die Technologie kann und was nicht – ein Überblick.

Die Bemühungen zur Eindämmung der Corona-Pandemie sind auch in Deutschland weiter in vollem Gange. Am Mittwoch erklärten Bund und Länder, welche Maßnahmen man in den kommenden Wochen plant und für besonders wichtig hält. Neben einer Aufrechterhaltung der Kontaktbeschränkungen setzen die Verantwortlichen vor allem auch auf eine "vollständige Kontaktnachverfolgung". Denn nur, wenn alle Kontakte einer mit Covid-19 infizierten Person identifiziert und benachrichtigt werden können, lässt sich eine unbemerkte Weiterverbreitung des Virus wirksam eindämmen.

Ein wichtiges, unterstützendes Instrument soll dabei eine Tracing-App sein: Sie soll automatisch alle näheren Kontakte der jeweiligen Smartphone-Besitzer aufzeichnen und – sollte sich herausstellen, dass einer davon an Covid-19 erkrankt war – den Besitzer warnen, sodass dieser sich testen lassen und in Quarantäne begeben kann.

Die größte Frage ist dabei allerdings: Wie kann eine App dies leisten, ohne dabei eklatant gegen geltende Datenschutzregeln zu verstoßen? Und wie soll ein Wildwuchs lauter, nicht untereinander kompatibler Apps verhindert werden?

Die Antwort, auf die sich nun Bund und Länder geeinigt haben, heißt PEPP-PT. Die Abkürzung steht für das Namensungeheuer "Pan-European Privacy-Preserving Proximity Tracing", ein Zusammenschluss aus über 130 europäischen Wissenschaftlern und Experten aus bekannten Forschungsinstituten und Tech-Unternehmen.

Gemeinsam haben sie eine quelloffene App-Technologie entwickelt, die mithilfe des Bluetooth-Funkstandards nahe Kontakte zwischen Smartphone-Nutzern erkennt und diese anonym speichert. App-Entwickler sollen auf diese Technologie zugreifen und entsprechende Apps für Smartphones entwickeln können.

Wie genau funktioniert die PEPP-PT-Technologie?

Eine fertige App kann freiwillig installiert und genutzt werden. Wird die App gestartet, wird das Gerät mit einer anonymen und zeitlich begrenzt gültigen Identifikationsnummer versehen.

Die App nutzt nun die energiesparsame Funktechnik Bluetooth LE (Low Energy) und sucht fortlaufend in einem Umkreis von etwa zwei Metern um das Gerät nach anderen Smartphones, auf denen ebenfalls die App installiert ist. Sollte ein solches Gerät sich für einen relevanten Zeitraum, beispielsweise mindestens 15 Minuten, näher als zwei Meter am eigenen Gerät befinden, wird dies als relevanter Kontakt aufgezeichnet.

Die Geräte übermitteln sich dabei gegenseitig nur die anonyme Identifikationsnummer, nichts weiter. Sie wird verschlüsselt auf den beiden Handys gespeichert. Sobald ein Nutzer der App ein bestätigter Covid-19-Fall ist, kann er über die App seine gespeicherten Kontakte freigeben. Diese werden an den Server gesendet. Alle Geräte mit installierter App schauen regelmäßig auf diesem Server nach, ob ihre Identifikationsnummer dort hinterlegt wurde. Findet die App die Nummer des eigenen Geräts, informiert sie den Nutzer, dass es einen Kontakt mit einem Covid-19-Patienten gegeben hat und er sich beim Gesundheitsamt melden möge.

Warum Bluetooth und nicht GPS oder Funkzellenortung?

Technologien wie die satellitenbasierte Positionsbestimmung via GPS oder eine Funkzellenortung über die Mobilfunkprovider haben gleich zwei große Nachteile. Erstens sind sie zu ungenau: Die GPS-Positionsbestimmung mit einem Handy kann selbst unter optimalen Bedingungen mehrere Meter daneben liegen. Ob zwei Nutzer dichter als zwei Meter beieinander stehen, lässt sich so nicht feststellen. In Innenräumen funktioniert die Technik meist gar nicht. Auch die Funkzellenortung ist deutlich zu ungenau für diesen Anwendungszweck.

Problematisch ist beides auch aus einem anderen Grund: Über die Positionsdaten ließen sich Bewegungsprofile der Nutzer erstellen, auch wären Nutzer damit eindeutig erkennbar – anonym und datenschutzfreundlich sind solche ortsbezogenen Daten deshalb in keinem Fall.

Bluetooth dagegen ist eine bloße Funkübertragungstechnik. Zwei Bluetooth-Geräte messen die Entfernung zueinander über RSSI (Abkürzung für "Received Signal Strength Indicator"). Das bedeutet, die Entfernung wird über die Intensität des Bluetooth-Signals geschätzt. Aufgrund der reduzierten Sendeleistung beträgt die Reichweite hier nur wenige Meter – und passt damit genau zu den Anforderungen der Tracing-App.

In modernen Smartphones ist Bluetooth ohnehin standardmäßig dauerhaft aktiviert und auf der Suche nach anderen Geräten – etwa Bluetooth-Kopfhörern – mit denen es sich verknüpfen soll. Einen spürbar erhöhten Akkuverbrauch muss man deshalb also nicht unbedingt befürchten.

Was können die geplanten Tracing-Apps nicht?

Absolute Sicherheit können solche Tracing-Apps natürlich nicht garantieren. Das hat mehrere Gründe: Die Entfernungsbestimmung via RSSI ist keine echte Entfernungsmessung sondern eine Schätzung und dazu eine nicht sonderlich genaue: Wie stark ein Bluetooth-Signal ist, hängt nicht nur von der Entfernung der beiden Geräte ab, sondern auch vom individuellen Smartphone-Modell, wie der Nutzer das Gerät in der Hand hält oder ob es offen auf dem Tisch liegt oder tief vergraben in einer Tasche steckt.

Und wer zwar die App besitzt, sein Handy aber nicht immer am Körper trägt, kann ebenfalls unbemerkt Kontakt zu einem Covid-19-Patienten haben – es gibt noch zahlreiche weitere Möglichkeiten, bei denen das System danebenliegen kann oder schlicht keine Chance hat, eine Infektionsgefahr zu erkennen.

Doch dass die Technologie grundsätzlich im Alltag funktioniert, wissen auch Nutzer von Bluetooth-Trackern wie "Tile" und ähnlichen Chips, die täglich millionenfach auf diesem Weg ihren verlegten Schlüssel oder ihren Geldbeutel wiederfinden. Breit eingesetzt könnte eine solche Tracing-App sicher zahllose potenziell Infizierte warnen, die über andere Wege nie hätten identifiziert und benachrichtigt werden können.

Planen Google und Apple eine Konkurrenz-App?

Tatsächlich haben beide Hersteller angekündigt, gemeinsam eine ganz ähnliche Tracing-Funktion für ihre Smartphone-Betriebssysteme zu entwickeln und schon bald verfügbar zu machen. Das hat mehrere Vorteile: Google etwa hat angekündigt, die Tracing-Funktionalität als Betriebssystem-Update auszuspielen – damit dürften deutlich mehr Menschen erreicht werden als durch eine gesonderte App, die erst gesucht und heruntergeladen werden muss. Die Nutzung der Funktionalität bleibe allerdings ein freiwilliges "Opt-In", bekräftigen Apple und Google, Nutzer müssen dies also selbst aktivieren.

Anders als ein normaler App-Entwickler haben Apple und Google zudem die Möglichkeit, die Funktion optimal in das Betriebssystem einzubetten und damit deutlich besser zu gewährleisten, dass sie stets funktioniert wie sie soll und der Anwendung womöglich Prioritäten einräumen, die eine normale App nicht hätte.

Vor allem aber haben die Unternehmen erklärt, mit den jeweiligen Gesundheitsbehörden der einzelnen Staaten zusammenzuarbeiten und ihnen die Daten zur Verfügung zu stellen. Denkbar also, dass die Apple- und Google-Funktion sich in ein bestehendes Tracing-App-System der Gesundheitsbehörden integrieren lassen oder eine separate App zu einem späteren Zeitpunkt überflüssig machen könnten. Bislang lässt sich das aber nicht wirklich beurteilen, da weder der eine noch der andere Ansatz fertig ist.