Zum Hauptinhalt springen

Distanzmessung mit BluetoothDie «Swiss Covid»-App könnte zu vielen Fehlalarmen führen

Die Berechnung des Abstands zwischen zwei Personen ist der Knackpunkt der Technologie. Wie zuverlässig sind die davon ausgelösten Alarme?

«Um die Genauigkeit zu optimieren, stellten wir verschiedenste reale Situationen mit bis zu 100 Personen nach», sagt Mathias Payer, Experte für Computersicherheit.
«Um die Genauigkeit zu optimieren, stellten wir verschiedenste reale Situationen mit bis zu 100 Personen nach», sagt Mathias Payer, Experte für Computersicherheit.
Foto: Keystone

Eigentlich sind die Vorgaben einfach: Die «Swiss Covid»-App soll Alarm schlagen, wenn man pro Tag während mindestens 15 Minuten näher als anderthalb Meter bei einer infizierten Person gewesen ist. Doch die Umsetzung in der Software ist alles andere als banal.

Viel wurde im Vorfeld diskutiert über die Datensicherheit, jedoch kaum über die Zuverlässigkeit der Distanzmessungen. Müssen sich die kantonalen Gesundheitsämter schon bald auf massiv mehr Covid-19-Verdachtsmeldungen einstellen? Und werden alle relevanten Risikokontakte erfasst?

Bluetooth ist nicht für die Distanzmessung konzipiert

Ein wichtiger Knackpunkt ist die Distanzmessung. Sie läuft via Bluetooth, dessen Signal eigentlich für die Übertragung von Daten und nicht für die Messung von Distanzen konzipiert ist. Ohne Hindernis hat es eine Reichweite von bis zu 100 Metern. Die Wellen mit einer Frequenz von 2,4 Gigahertz werden aber teilweise stark gedämpft durch Gegenstände, Wände und menschliche Körper.

«Wenn ich also mit jemandem 15 Minuten im Abstand von einem Meter spreche und das Handy in der Hosentasche habe, ist das Signal gleich stark wie bei zehn Meter Distanz zwischen zwei Handys ohne Hindernis.»

Martin Röösli, Umweltepidemiologe am Schweizerischen Tropen- und Public-Health-Institut

Das kann zu Problemen führen, weiss Martin Röösli. Der Umweltepidemiologe am Schweizerischen Tropen- und Public-Health-Institut (Swiss TPH) kennt diese aus eigenen Studien, in denen er die individuelle Exposition von Mobilfunkstrahlung misst. Die gemessene Signalstärke hänge unter anderem stark davon ab, wo das Smartphone aufbewahrt werde. Ist das Gerät in der hinteren Hosentasche oder in einem Rucksack, während man zum Beispiel im Bus steht, wird wegen der Dämpfung das Signal beim Gegenüber um einen Faktor 10 tiefer sein. Die App berechnet den Abstand dadurch viel zu hoch ein.

Plexiglas schwächt die Wellen kaum ab

«Wenn ich also mit jemandem 15 Minuten im Abstand von einem Meter spreche und das Handy in der Hosentasche habe, ist das Signal gleich stark wie bei zehn Meter Distanz zwischen zwei Handys ohne Hindernis», sagt Röösli.

Auch die Dämpfung durch Gegenstände oder Wände bereitet Schwierigkeiten: Beton mit Armierungseisen senkt das empfangene Signal fast so stark wie wasserhaltiges menschliches oder tierisches Gewebe; eine Steinwand oder Holz hingegen deutlich weniger. Eine dünne Holzwand oder Plexiglasscheiben schwächen die Bluetooth-Wellen hingegen kaum ab. Beim Nachbarn, der einen Meter entfernt in der Wohnung nebenan sitzt und sicher keine Viren weitergeben kann, ist diese Dämpfung hilfreich für die App. Anders sieht es in einem Restaurant oder bei Verkäufern an der Kasse aus, wenn eine Plexiglasscheibe vorhanden ist. Hier werden alle Kontakte registriert, wie wenn gar kein Infektionsschutz vorhanden wäre.

Doch auch ohne Hindernisse hat die Erfassung von Risikokontakten ihreTücken. So kann die App ein hohes Ansteckungsrisiko signalisieren, auch wenn Masken getragen wurden. Oder wenn zwei Smartphones zum Aufladen oder im Gepäckfach nebeneinanderliegen, ohne dass sich die Besitzer nahe waren.

Kantonsärzte sind auf alles gefasst

«Die Quarantänen-Implikationen sind ja schnell mal riesig, falls die Fallzahlen ansteigen», so Röösli. Tatsächlich ist man bei den Kantonsärzten auf alles gefasst: Der konkrete Aufwand für das Contact-Tracing durch die «Swiss Covid»-App sei derzeit nicht abzuschätzen, schreibt Rudolf Hauri, Präsident der Vereinigung der Kantonsärzte und Kantonsärztinnen der Schweiz (VKS), auf Anfrage. «Es wird sich jedoch erst zeigen, ob das Tracing-Personal noch aufgestockt werden muss.»

Für die Probleme der Bluetooth-Distanzmessung haben die App-Entwickler bestmögliche Lösungen gesucht. «Um die Genauigkeit zu optimieren, stellten wir verschiedenste reale Situationen mit bis zu 100 Personen nach», sagt Mathias Payer, Experte für Computersicherheit an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne. In Alltagssituationen sei die Genauigkeit der App demnach ausreichend, dass abgeschätzt werden könne, ob jemand in der Nähe war oder nicht.

Um die Zahl der Falschalarme durch unsichere Distanzmessungen zu reduzieren, gewichten die Entwickler die Kontakte abhängig vom erfassten Abstand – über anderthalb Meter wird die Dauer nicht zu 100 Prozent gezählt. Insgesamt soll dann innerhalb von 24 Stunden die Summe aller Risikosituationen 15 Minuten nicht überschreiten – es braucht also nicht eine einzige 15-minütige Begegnung, es können auch mehrere kürzere Kontakte sein. Signalstörungen durch Gegenstände oder Personen, die zu einer Fehleinschätzung führen, kann die App jedoch nicht berücksichtigen.

Die App-Entwickler erwarten keinen grossen Anstieg der Fälle

Es brauche eine Balance zwischen möglichst vollständiger Erfassung aller Risikokontakte und nicht zu vielen unnötigen Alarmen. «Manche kantonalen Gesundheitsämter befürchten wegen der App eine Überlastung mit zu vielen Falschmeldungen», sagt Marcel Salathé, Epidemiologe von der ETH Lausanne. Er erwartet jedoch keine grosse Steigerung. In Italien, wo seit kurzem eine ähnliche App eingeführt wurde, sei es zu keinem starken Anstieg gekommen.

«Unser Ziel ist es, die Ansteckungen aufzuspüren, die beim herkömmlichen Contact-Tracing verpasst werden», sagt Salathé. Die App solle die bisherige Arbeit der Kantonsbehörden ergänzen. «Wir haben die App in einem ersten Schritt so gut wie möglich gemacht und werden sie dann später bei Bedarf weiter optimieren», so der Epidemiologe. «Die nächsten Wochen werden sehr spannend.»