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Blockchain im Kampf gegen Corona

01.06.2021

Über ein Jahr nach dessen Ausbruch hat das Corona Virus die Welt weiterhin fest im Griff. Bis zum 26. Mai 2021 haben sich bereits mehr als 150 Millionen Menschen infiziert, wobei davon über 3,4 Millionen Krankheitsverläufe tödlich endeten [1].

Die Auswirkungen der Pandemie beschränken sich jedoch längst nicht mehr nur auf die Gesundheitssysteme betroffener Staaten, sondern haben die Wirtschaft, das Finanzwesen und das öffentliche Leben merklich und scheinbar dauerhaft geprägt. Neben den Bestrebungen der Forschung mittels eines Impfstoffes gegen das Virus und dessen auftretende Mutationen vorzugehen und so eine Rückkehr in die Normalität zu gewährleisten, werden hierfür auch vermehrt digitale und technologische Lösungen herangezogen. Eine dieser Lösungen stellt die Blockchain-Technologie dar, deren bekannte Attribute wie Dezentralisierung, Manipulationssicherheit, Ausfallsicherheit und Transparenz in Zeiten einer Pandemie von entscheidender Bedeutung sein können. Dieser Beitrag zeigt potentielle und bereits umgesetzte Anwendungsfelder der Blockchain im Kampf gegen Corona.

Übersicht potentielle Einsatzgebiete der Blockchain
Abbildung 1: Übersicht potentielle Einsatzgebiete der Blockchain, eigene Darstellung

Logistik und Lieferketten: Lückenlose Nachverfolgung mit der Blockchain

Eine der naheliegendsten Einsatzmöglichkeiten der Blockchain liegt in der Logistik. Hier bietet die Technologie mögliche Lösungsansätze für aktuelle Probleme im Kontext der Lieferketten. Durch die Blockchain können mehrere Parteien eine dezentrale Datenbank verwalten und gemeinsam nutzen. Mittels eines generischen standardisierten Protokolls wird so eine Single Source of Truth (SSoT) geschaffen.

Nach ersten euphorischen Meldungen über die erfolgreiche Entwicklung von vielversprechenden Impfstoffen folgte schnell eine Ernüchterung auf Grund der Probleme bei dessen flächendeckender Verteilung. Der Hauptgrund hierfür ist eine logistische Herausforderung: Die Einhaltung und Überwachung der kritischen Kühlketten des Impfstoffes in komplexen Lieferketten. Die bisher entwickelten Impfstoffe haben dabei gänzlich unterschiedliche Anforderungen an Aufbewahrung und Transport. Fakt ist jedoch, dass es von entscheidender Bedeutung ist, die Impfstoffe ordnungsgemäß zu lagern und zu verteilen, um deren Wirksamkeit zu gewährleisten. Wie können Empfänger des Impfstoffes nun sicher sein, dass dieser nicht durch fehlerhafte Handhabung während des Transports negativ beeinträchtigt wurde oder es sich gar um gefälschte Mittel handelt? Eine mögliche Antwort darauf könnte die Blockchain bieten.

Mit Hilfe der verteilten, dezentralen Datenhaltung (Distributed Legder) der Blockchain ist es möglich, Transparenz zu schaffen und so Einblicke in die Verteilung und die Kontrollkette des Impfstoffes in Echtzeit zu erhalten und so „Blind Spots“ in öffentlichen und privaten Einrichtungen zu beseitigen. Im Zusammenspiel mit weiteren Technologien wie IoT und AI kann zudem die präventive Erkennung und proaktive Meldung von Unterbrechungen der Lieferkette gewährleistet werden, die einen Verderb des Impfstoffes zur Folge hätte. In diesem Zusammenhang schafft die lückenlose und sichere Überwachung der Transport- und Lagerbedingungen sowie die schnelle Rückverfolgung bei Rückrufen Vertrauen in dieser sehr sensiblen und gesundheitskritischen Thematik [2].

Digitales Gesundheitszertifikat: Datenschutz dank Blockchain

Inmitten der globalen Verteilung erster wirksamer Impfstoffe ist der Nachweis eines verifizierbaren Corona Testergebnisses sowie ein Impfnachweis zentral für die Rückkehr in ein „normales“ Leben. Vor allem für Behörden, Arbeitgeber, Kliniken oder aber an sicherheitskritischen Orten, kann durch ein digitales Gesundheitszertifikat ein gewisses Maß an Sicherheit gewährleistet und das Risiko erneuter Ansteckungen reduziert werden.

Anforderungen an solch ein Testzertifikat bzw. einen Impfnachweis sind ein adäquater Datenschutz, Fälschungssicherheit und eine hohe Kosteneffizienz. Die Blockchain bietet hierfür ein robustes und sicheres Datenmanagementsystem, das einfach zu verwalten, kosteneffizient und fälschungssicher ist. Durch asymmetrische Verschlüsselung und digitale Signaturen wird sichergestellt, dass sensible Daten entsprechend geschützt werden. Der dezentrale Charakter der Blockchain verhindert zudem einen Single Point of Failure und bösartige Angriffe auf das System von außen.

Beginnend bei der Anamnese von Verdachtsfällen über Probeentnahmen und Auswertungen im Labor bis hin zur Übermittlung der Testergebnisse an den Patienten und/oder Institutionen können alle Prozessschritte bei der Ausstellung eines Testzertifikates lückenlos auf der Blockchain dokumentiert werden. Ebenso verhält es sich bei der Ausstellung von Impfnachweisen. Eine mögliche Umsetzung, die bereits auch erste Anwendungen findet, nutzt pseudonyme Identitäten eines Patienten und verknüpft diese mit dessen Gesundheitsdaten. Die pseudonyme Identität wird dabei von einem Identitätsprovider, entweder in Form einer Self Soverereign Idenitiy (SSI) Applikation oder Personal des Gesundheitswesens, generiert. Die jeweiligen Proben bzw. Gesundheitsdaten werden als Hash in der Blockchain verankert, um so eine vertrauenswürdige und datenschutzkonforme Speicherung sicherzustellen. Jeder weitere Schritt innerhalb der Prozesskette oder hinzugefügte Information werden auf gleiche Weise gehasht und der Blockchain hinzugefügt. Entscheidend ist hierbei, dass zu keiner Zeit sensible Daten, sondern nur der korrespondierende Hash in der Blockchain gespeichert wird. Die Testergebnisse oder der Impfnachweis werden dem Nutzer abschließend beispielsweise in Form eines QR-Codes oder in einem mobile Wallet zur Verfügung gestellt. Diese digitalen Zertifikate können wiederum an entsprechenden Stellen zur Verifikation des Impfstatus und/oder der Immunität eingesetzt werden [3].

Tracking und Rückverfolgung von Infektionsketten

Die Überwachung und Rückverfolgung von Infektionsketten kann maßgeblich zur Bekämpfung von Covid-19 und dessen Verbreitung beitragen. Die digitale Verfolgung von Kontakten, beispielsweise mittels Smartphone App, war eine der ersten und zugleich populärsten technologischen Initiativen im Kampf gegen die Pandemie. Trotz erster Erfolge kamen schnell Bedenken bezüglich der Datensicherheit und Privatsphäre auf. Durch den dezentralen Charakter der Blockchain ist es möglich, Intermediäre und somit die zentrale Speicherung sensibler Daten zu umgehen. In Deutschland wurde beispielsweise auf eine dezentrale Speicherung gesetzt. Andere Länder wie Frankreich speichern die Daten hingegen zentral [4]. Ein weiteres Problem aktueller Lösungen besteht darin, dass der Infektionsstatus manuell von der betreffenden Person stets aktuell gehalten werden muss. Der Erfolg einer solchen App hängt in diesem Fall also sehr stark von der Bereitschaft der Nutzer ab, diese ordnungsgemäß zu verwenden. Eine andere Möglichkeit bestünde beispielsweise darin, die Daten des bereits erwähnten Gesundheitszertifikats mit der Kontaktkette des Nutzers mittels eines „digitalen Fingerabdrucks“ automatisch zu koppeln und in der Blockchain zu speichern.

Soforthilfen und Gutscheinsysteme: Blockchain als unbürokratisches Zahlungssystem

Die Auswirkungen der Corona Krise sowie die getroffenen Maßnahmen zu deren Bekämpfung stellen viele Unternehmen, Soloselbstständige oder Freiberufler vor eine existenzbedrohende Situation. Um dem entgegenzuwirken und die massiven Liquiditätsengpässe betroffener Unternehmen etwas zu kompensieren, setzen viele Staaten auf Corona Soforthilfen, in Form von meist einmaligen Zuschüssen. Zwar wurde im Vorfeld angekündigt, auf eine schnelle und unkomplizierte Lösung bei der Zustellung dieser Zuschüsse zu setzen, dennoch kam es bei der Umsetzung zu vielerlei Problemen. Mehrfach tauchen Berichte über Betrug im Rahmen der Soforthilfen auf, bei denen unrechtmäßig Gelder beantragt und bewilligt wurden. Dem gegenüber stehen Beschwerden und Verzweiflung über dringend benötigte, jedoch bisher nicht angekommene Hilfen an anderer Stelle. Dies zeigt auf, dass trotz der Bedeutsamkeit und Dringlichkeit solcher Soforthilfen noch einige Unzulänglichkeiten bei deren Umsetzung vorhanden sind. Auch in diesem Kontext kann die Nutzung einer Blockchain vorteilhaft sein.

Mittels einer Blockchain wäre es möglich, in relativ kurzer Zeit ein funktionierendes Identitäts- und Zahlungsnetzwerk aufzubauen. Dies könnte beispielsweise in Form eines smarten und dezentralen Gutscheinsystems umgesetzt werden und so eine zeitnahe, zielgenaue und zweckgebundene Verteilung der Gelder gewährleisten. Durch den Einsatz von Smart Contracts ließen sich zudem Beschränkung und Bedingungen hinsichtlich Ausgabe oder Verwendung sowie Verfallsmechanismen für Blockchain-basierte Gutscheine relativ einfach implementieren. In diesem Zusammenhang wäre es auch denkbar, Gelder bzw. Gutscheine auf regionaler und lokaler Ebene gezielter und dynamischer zu steuern und so besonders betroffene Gebiete und Unternehmen systematisch zu unterstützen.

Sicherstellung der Datenintegrität – Die Blockchain als Basis eines Daten Hubs

Der Ausbruch von Covid-19 hat die Notwendigkeit eines zuverlässigen, schnellen, sicheren und transparenten Systems zur Aggregation und Verteilung von relevanten Daten und Informationen aufgezeigt. Die Integrität Corona-bezogener Daten ist insbesondere für die Verfolgung von Infektionen, der Vorhersage von Trends oder aber für Forschungsarbeiten und -ergebnisse und die daraus resultierenden Entscheidungsfindungen essentiell. Die Blockchain ermöglicht durch ihre Fähigkeit zur Überprüfung und Speicherung von unveränderlichen Echtzeitdaten die erforderte Datengenauigkeit. Das Framework der Blockchain kann dabei als Fundament für aktuelle Forschungen dienen und gleichzeitig Organisationen und Verbände die Möglichkeit geben, ihre Informationen und Daten mit Innovatoren, Wissenschaftlern und Forschern in einem vertrauenswürdigen Netzwerk zu teilen. Eine erfolgreiche Umsetzung dieses Konzeptes stellt MiPasa dar. Das in Zusammenarbeit mit der WHO, Technologieunternehmen und Regierungsbehörden entstandene Projekt ist ein skalierbarer, verifizierbarer, offener Data Hub. Mit diesem lassen sich Covid-19-bezogene Informationen in großem Maßstab sehr einfach verarbeiten, analysieren und teilen. MiPasa wurde im speziellen dafür entwickelt, Datenquellen zu synthetisieren, Inkonsistenzen zu beheben, Fehler oder Fehlmeldungen zu identifizieren und glaubwürdige, neue Feeds zu integrieren. Durch bereitgestellte APIs können Daten programmgesteuert abgerufen und sogar Applikationen darauf erstellt werden, die den Blockchain-gestützten Datenfeed verwenden [5][6].

 

Fazit – Blockchain ist mehr als nur Kryptowährung

Die beschriebenen Anwendungsfälle zeigen, wie vielfältig und flexibel die Blockchain im Kampf gegen Corona eingesetzt werden kann. Im Zusammenspiel mit weiteren Technologien wie AI, Big Data oder Cloud-Computing kann die Blockchain maßgeblich dazu beitragen, mit den Herausforderungen einer Pandemie besser umgehen zu können und den Weg zurück zur Normalität zu ebnen. Weiterhin kann die erfolgreiche Umsetzung und Implementierung der vorgestellten Einsatzmöglichkeiten dazu führen, dass sich die Blockchain als Technologie zukünftig besser positionieren und so auch abseits von Kryptowährungen an Popularität gewinnen kann.

Mehr über Blockchain Anwendungen erfahren


Quellen

[1] [Online]. Available: https://covid19.who.int/
[2] [Online]. Available: https://www.ibm.com/de-de/blockchain/solutions/vaccine-distribution
[3] [Online]. Available: https://www.govdigital.de/govdigital/projekte
[4] [Online]. Available: https://www.infopoint-security.de/corona-tracking-apps-bewertung-eines-security-experten/a24186/
[5] [Online]. Available: https://www.ibm.com/blogs/blockchain/2020/03/mipasa-project-and-ibm-blockchain-team-on-open-data-platform-to-support-covid-19-response/
[6] [Online]. Available: https://app.mipasa.com/

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