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epa08401370 Customers wait to pick up their orders near the front door of Starbucks Coffee in McLean, Virginia, USA, 04 May 2020. Starbucks is reopening locations across the United States today after closures due to the COVID-19 coronavirus pandemic.  EPA/SHAWN THEW

Virginia, 4. Mai 2020. Aus den USA, von Apple und Google, kommt ein Software-Update, auf das App-Entwickler rund um den Globus warten. Bild: EPA

Das müssen iPhone- und Android-User über die Corona-Technik (in ihrem Handy) wissen

Zur Covid-19-Bekämpfung kommt neuartige Software für Android und Apples iOS. Dieser Beitrag dreht sich um die wichtigsten Fragen und Antworten.



Wo brennts?

Apple und Google erleichtern die Entwicklung von Corona-Warn-Apps, indem sie neuartige Software-Funktionen für Android und iOS zur Verfügung stellen. Zu den Updates folgen weiter unten alle wichtigen Details.

Die Betreiber der beiden dominierenden Smartphone-Plattformen verhelfen damit Proximity-Tracing-Anwendungen zum Durchbruch, die auf dem dezentralen Ansatz basieren (Speicherung sensitiver Daten auf den Mobilgeräten).

Das Nachsehen haben die Staaten, die auf ein zentralisiertes Tracing-System setzen (mit Speicherung sensitiver User-Daten auf einem zentralen Server). In Europa sind dies unter anderem Frankreich und Grossbritannien.

Bislang scheint es ein unlösbares technisches Problem zu geben: Bluetooth Low Energy (BLE) taugt laut unabhängiger Experten nicht für zuverlässiges Proximity Tracing. Die bereits lancierten Corona-Warn-Apps, die ohne Apple-Google-Schnittstellen laufen, sorgen darum mit technischen Problemen und Unzuverlässigkeiten für Schlagzeilen.

Dies soll mit der «Exposure Notification»-Technologie von Apple und Google entscheidend bessern. Allerdings müssen die beiden Betreiber der weltweit dominierenden Smartphone-Plattformen erst noch unter Beweis stellen, dass ihre Schnittstellen gewisse «Flaschenhälse» beseitigen.

Was ist bei Bluetooth Low Energy das Problem?

Es gibt gleich mehrere. Sie alle betreffen den stromsparenden Modus von Bluetooth, BLE genannt.

Und zwar ist das der spezielle Modus, bei dem jedes Gerät mit jedem anderen Gerät «plaudern» kann. Dazu verwendet Bluetooth sogenannte Beacons («Leuchttürme»). Deren Signale werden von allen BLE-Geräten empfangen und der Empfänger entscheidet dann, was er damit machen will.

Jeder App-Nutzer sendet permanent Beacon-Signale aus und die Geräte im Umfeld empfangen diese. Da jedes Beacon auch eine Geräte-ID mitsendet, lässt sich so einfach einsammeln, welche Mobilgeräte sich begegnet sind.

Das Problem ist allerdings, dass BLE bis zu 30 Meter weit sendet. Für Coronavirus-Ansteckungen sind aber nur Annäherungen auf wenige Meter von Belang.

Deshalb messen Proximity-Tracing-Apps beim Signalempfang zusätzlich, wie «laut» die von einem anderen Handy übertragenen Daten ankommen, also die sogenannte Signalstärke. Diese nimmt mit zunehmender Distanz stark ab.

Dummerweise senden nicht alle Smartphone-Marken und Modelle ihr Bluetooth-Signal mit identischer Stärke. Die Handy-Marke lässt sich aber glücklicherweise aufgrund der Geräte-ID des Beacons erkennen.

Die Entwickler von Corona-Apps führen umfangreiche Tabellen, die die Sendeleistung einzelner Handy-Modelle berücksichtigen. Erst dann kann die jeweilige Tracing-App nur Kontakte innerhalb weniger Meter protokollieren. Und selbst dann kommt es zu Abweichungen, etwa weil ein Körperteil dazwischen ist oder ein Objekt Signale abprallen lässt.

Diese technischen BLE-Herausforderungen sind mit ein Grund, warum Google und Apple eine gemeinsame Tracing-Schnittstelle entwickeln. Für sie ist es am einfachsten, die nötigen Daten von allen Herstellern einzusammeln. Darauf aufbauend gilt es die Tracing-Technik zu kalibrieren.

Um BLE-Distanzbestimmungen zu präzisieren, können die in Smartphones verbauten Sensoren herangezogen werden. Über das Gyroskop (Rotationssensor), den Neigungssensor und Helligkeitssensor lässt sich bestimmen, ob ein Gerät in der Hand gehalten wird oder in einer Tasche steckt.

Vor der Lancierung der Apple-Google-Schnittstellen stellen sich für Corona-Warn-Apps wichtige Fragen:

Diese Fragen seien schwer zu beantworten, urteilt der Proximity-Experte Mathias Haussmann vom Schweizer Start-up Uepaa. In einem Interview mit venturekick.ch äusserte er sich zu den technischen Hürden der Betriebssysteme und den physikalischen Hürden und meinte: «Was im Labor funktioniert hat, stösst bereits an der Bushaltestelle an seine Grenzen.» Und zur Hauptverkehrszeit an einem stark frequentierten Bahnhof falle die Technik möglicherweise komplett aus.

Hinweis: Einzelne Abschnitte dieses Beitrages basieren auf einem Hintergrundbericht der Nachrichtenagentur SDA.

Was tun Proximity-Tracing-Apps?

Bluetooth-basierte Proximity-Tracing-Apps sollen helfen, Coronavirus-Ansteckungen nachzuverfolgen. Das heisst, es handelt sich um eine Erweiterung des klassischen Contact Tracing, das die Gesundheitsbehörden durchführen. Und das als unverzichtbar gilt in der Seuchenbekämpfung.

Proximity-Tracing-Apps erfassen automatisch, wenn sich Smartphones nahekommen (auf wenige Meter) und dies über eine gewisse Zeit (mehrere Minuten). Falls sich später herausstellt, dass eine Person an Covid-19 erkrankt ist, kann sie frühere «Kontakte» schnell und anonym warnen.

Alarmierungen über die App sind freiwillig. Bevor Benachrichtigungen verschickt werden, muss die infizierte Person einen Verifizierungscode eingeben, um Missbrauch zu verhindern. Dieser Code wird vom Staat zur Verfügung gestellt.

Welche Rolle spielt die Schweiz?

Eine ganz spezielle.

Apple entschied im März 2020, beim Proximity Tracing den Ansatz zu unterstützen, den das Konsortium DP-3T unter Leitung der Eidgenössisch-Technischen Hochschulen Lausanne (EPFL) und Zürich (ETHZ) erarbeitet hat.

Apple und Google haben nicht nur das Konzept der dezentralen verschlüsselten Speicherung von Kontaktlisten auf den Smartphones von der DP-3T-Forscherinitiative übernommen, sie befinden sich «aktuell auch in einem gemeinsamen Entwicklungsprozess», wie die «Welt» berichtete.

DP-3T entwickelt die offizielle Schweizer Corona-Warn-App, die ab Mitte Mai verfügbar sein soll. Allerdings könnte sich die offizielle Lancierung verzögern, da der Bundesrat gemäss einem aktuellen Parlamentsbeschluss den gesetzlichen Rahmen für den Einsatz der App präzisieren muss. Zudem ist nicht bekannt, wie gut die Distanzbestimmung der DP-3T-App (über BLE) funktioniert. Der Epidemiologe Marcel Salathé, einer der Projektverantwortlichen, hat kürzlich öffentlich gesagt, dass es ohne Apple-Google-Schnittstelle nicht gehe.

Wobei umgekehrt das Silicon Valley von Schweizer Erfahrungen beim Proximity Tracing profitiert: Dass Apple und Google früher als ursprünglich angekündigt bereits erste Beta-Software ausliefern konnten, sei der relativ engen Kooperation mit den Forschern und Entwicklern bei DP-3T zu verdanken, will die «Welt» aus zuverlässiger Quelle wissen.

Für wen ist die Apple-Google-Initiative wichtig?

In erster Linie für alle Entwickler von Bluetooth-basierten Proximity-Tracing-Apps, die den dezentralen Ansatz der Datenspeicherung verfolgen, wie ihn die «Schweizer Lösung» des Software-Konsortiums DP-3T vorsieht.

In zweiter Linie ist die Initiative von Apple und Google nicht nur für Smartphone-User relevant, sondern für alle Menschen auf dem Planeten. Alle sind von Covid-19 betroffen. Und alle profitieren von einer effizienteren Bekämpfung.

Die Apple-Google-Schnittstellen sollen insbesondere die Probleme mit Bluetooth Low Energy (BLE) lösen. Wie gut das tatsächlich klappt, werden erst Praxistests zeigen.

Ist die Apple-Google-Software freiwillig?

Ja, aber ...

Die Proximity-Tracing-Technik kommt per Software-Update auf das Smartphone. Zustimmen muss man jedoch explizit, die Teilnahme ist Opt-in, das heisst, man muss extra ein Häkchen setzen in den System-Einstellungen. Auf dem iPhone ist das unter > «Privatsphäre» > «Health» möglich.

Ist das eine «Wunderwaffe»?

Nein. Aber das digitale Proximity-Tracing kann sich dank Apple und Google durchsetzen. Die beiden weltweit führenden Plattformen erleichtern die User-Teilnahme massiv, wenn sie die Technik auf den Smartphones verfügbar machen.

Je mehr Leute teilnehmen, desto grösser der Nutzen: So wird es in wissenschaftlichen Modellen prognostiziert. Wenn über 60 Prozent der Bevölkerung (User) mitmachen, kann die Zahl der Ansteckungen massiv gesenkt werden.

Siehe auch: Wie geht es nach Covid-19 weiter?

Funktioniert die Apple-Google-Software?

Es gibt noch keine verlässlichen, unabhängigen Angaben. Die Software ist erst als Beta-Testversion verfügbar.

Unabhängige Experten haben Zweifel angemeldet, dass die Distanzbestimmung über Bluetooth ausreichend zuverlässig sei, um auf wenige Meter genau zu messen. Tatsächlich kann die Bluetooth-Signalstärke durch verschiedene Faktoren beeinträchtigt werden, wie Wände oder dergleichen.

Ob die theoretischen Befürchtungen berechtigt waren, erfahren wir frühestens dann, wenn die «Exposure Notification»-Software von Apple und Google auf iPhones und Android-Smartphones verfügbar und in die nationalen Corona-Warn-Apps implementiert worden ist. Dies soll laut offiziellen Ankündigungen ab «Mitte Mai» der Fall sein.

Grundsätzlich ist festzuhalten, dass es wie beim herkömmlichen Contact Tracing (über Befragungen durch Menschen) zu sogenannten «False Positives» kommt. Das ist zu erwarten und kein Grund, das Vorgehen zu ändern. Der Nutzen der Kontaktverfolgung ist wissenschaftlich erwiesen.

Siehe auch: Wie sieht der Zeitplan aus?

Nach welchen Kriterien werden «Kontakte» erfasst?

Google und Apple legen nicht fest, ab wann ein aus epidemiologischer Sicht relevanter Handy-«Kontakt» zustande gekommen ist, das bleibt den Stellen überlassen, die für die nationalen Corona-Warn-Apps verantwortlich sind. In der Regel dürften das staatliche Gesundheitsbehörden sein.

Nach gängigem epidemiologischen Modell geht man davon aus, dass sich Personen mehrere Minuten mindestens zwei Meter nahe gekommen sein müssen, um sich mit dem neuen Coronavirus (SARS-CoV-2) zu infizieren. Dies wird auch beim herkömmlichen Contact Tracing berücksichtigt.

Gibt es nur eine Corona-Warn-App pro Land?

Ja.

Apple und Google machen ihre Smartphone-Schnittstellen für Proximity-Tracing-Apps grundsätzlich für jeweils eine Anwendung pro Land verfügbar. In der Schweiz ist das die vom DP-3T-Konsortium entwickelte Anwendung.

Die von Apple und Google verfügte Begrenzung auf eine App pro Land soll dafür sorgen, dass mehr Nutzer sie installieren. Zudem will man einen Flickenteppich aus verschiedenen Apps verhindern, wie es am 4. Mai hiess. Wenn jedoch Staaten beschliessen, verschiedene Apps für einzelne Regionen zu lancieren, sei man bereit, sie dabei zu unterstützen.

In Deutschland könnte die Grundregel einer App pro Land relevant werden. Die Bundesregierung beauftragte vergangene Woche den Software-Konzern SAP und die Deutsche Telekom mit der Entwicklung ihrer Corona-App – sie stehen daher erst ganz am Anfang. Zugleich gibt es unter anderem eine Firmengruppe rund um das Beratungsunternehmen PwC Deutschland und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, die nach eigenen Angaben in wenigen Tagen eine funktionsfähige App präsentieren wollen.

Warum so eine komplizierte Bezeichnung?

Apple nennt die Proximity-Tracing-Software «ExposureNotification», bei Google wird sie «Exposure Notification API» genannt. APi steht für Programmierschnittstelle.

«Exposure Notification» klingt nicht sehr sexy, ja. Apple und Google haben diese Bezeichnung gewählt, um ihre Distanz zum digitalen Contact Tracing zu signalisieren. Sie stellen die Plattformen und die Software zur Verfügung, die es braucht, um die Annäherung von Mobilgeräten zu protokollieren und betroffene Nutzer zu benachrichtigen. Sie sammeln aber keine User-Daten und haben auch nichts mit dem sogenannten Verifizierungsprozess (Covid-19-Fälle) zu tun.

Für das Informieren der Betroffenen zeichnen die staatlichen Gesundheitsbehörden verantwortlich. Sie müssen die Server betreiben, die die rasche und anonyme Alarmierung von möglicherweise Infizierten durch die App gewährleisten.

Wo ist der Haken?

Es gibt, wie fast immer, mehrere. 😏

Wie sieht der Zeitplan von Apple und Google aus?

Welche Software braucht es, damit es funktioniert?

Das hängt vom mobilen Betriebssystem ab:

Kann man das bereits ausprobieren?

Nein.

Wer sich die Beta-Version von Apples iOS-Betriebssystem 13.5 auf das iPhone herunterlädt, kann zwar in den System-Einstellungen den virtuellen Schalter auf Grün stellen. Mehr geht aber noch nicht. (Fürs iPad gibts die Funktion nicht.)

Was haben Apple und Google bisher getan? (Timeline)

Die beiden Techkonzerne informieren jeweils gleichzeitig, mit separaten Veröffentlichungen. Das sind die bisherigen Ankündigungen in chronologischer Reihenfolge:

Wie geht es nach Covid-19 weiter?

Apple und Google wollen die «Exposure Notification»-Schnittstellen laut Ankündigung schliessen, sobald sie nicht mehr benötigt werden. Also nach dem Pandemie-Ende. Wobei bislang nicht bestätigt ist, dass man sich dabei an die Einschätzung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) hält.

Zugleich erwägen Apple und Google laut eigenen Angaben, den Mechanismus «in den nächsten Monaten» fest in die mobilen Betriebssysteme iOS und Android zu integrieren. Dann müssten Nutzer in Zukunft keine spezielle App mehr herunterladen, sondern könnten die Funktionen einfach in ihren Smartphones aktivieren. Auch dann wäre aber eine Zustimmung der Nutzer Voraussetzung, wird betont.

Bluetooth gilt als suboptimale Lösung, wegen Sicherheitsbedenken und weil die Funktechnik nicht für die genaue Distanzbestimmung zwischen Geräten konzipiert wurde. Doch ist derzeit keine bessere drahtlose Technik verfügbar. Zumindest nicht auf breiter Basis, verbaut in vielen Geräten.

Hier kommt Ultrabreitband ins Spiel, auf Englisch Ultra Wideband, oder kurz UWB. Mit dem iPhone 11 hat Apple die Funktechnik mit sehr hoher Bandbreite und kurzer Reichweite erstmals in einem Smartphone verbaut.

Das Forbes-Magazin kommentierte:

«Die Ultrabreitband-Technologie (UWB) ist zentimetergenau, gehört aber bei Smartphones noch nicht zum Standard. Sehr nützlich für das Contact Tracing, aber derzeit im Vergleich zu Bluetooth Low Energy (BLE) und WLAN kaum verfügbar.»

quelle: forbes.com

Ist UWB die perfekte Lösung?

Apple habe eine Lösung zur Behebung der Ungenauigkeit von Bluetooth, berichtete das «Wired»-Magazin, und bezog sich damit auf die Ultrabreitband-Chips (UWB), die in den 2019er iPhones verbaut sind. UWB funktioniere, indem es Milliarden von Impulsen über einen breiten Frequenzbereich sende und auf eine Antwort aus einer entsprechenden Impulsfolge warte.

Der UWB-Chip ermöglicht blitzschnelle Distanzbestimmung auf wenige Zentimeter genau, stromsparend. Und es lässt sich alles Mögliche «anpingen»: Laut Medienberichten plant Apple unter der Bezeichnung «AirTag» eine Art Anhänger oder Plakette, die zum Beispiel das Auffinden von Schlüsseln ermöglichen kann.

UWB-Technik kommt schon länger in der Industrie zum Einsatz, in der Produktion und Lagerung, um jederzeit den genauen Aufenthaltsort zu erfassen.

Allerdings sind UWB-Chips bislang nur im iPhone 11, 11 Pro und 11 Pro Max (aber nicht im neuen iPhone SE). Aus Asien war bereits zu vernehmen, dass 2020 erste Android-Smartphones mit Ultra-Breitband-Technologie auf den Markt kommen. Entsprechende Präsentationen liessen bislang auf sich warten.

Es wird noch länger dauern, bis digitales Contact Tracing auf der Ultrabreitband-Technologie (in Android-Smartphones und iPhones) aufbauen kann.

Wo informieren Apple und Google zum Projekt «Exposure Notification»?

Wie sieht das aus?

Am 4. Mai 2020 präsentierten die beiden Techkonzerne erste Konzepte für die Bedienung auf iPhones und Android-Smartphones. Darunter ist auch ein Mechanismus für die Verifizierung einer Infektionsmeldung mit Hilfe von Codes, die die Gesundheitsbehörden zur Verfügung stellen.

Die US-Konzerne stellen Entwicklern auch Beispiel-Programmcodes für die Entwicklung von Corona-Apps zur Verfügung, damit sie die Schnittstellen ausprobieren und ihre Anwendungen schneller programmieren können.

Bild

Benutzeroberfläche screenshot: macrumors.com

Wie funktioniert das?

Beim Konzept von Apple und Google soll die Entfernung zwischen Smartphones anhand der Bluetooth-Signalstärke gemessen werden. Die Smartphones sollen zugleich per Bluetooth Krypto-Schlüssel austauschen, die sich alle 10 bis 20 Minuten ändern. Damit soll man Begegnungen nachvollziehen können, ohne dass ein Einzelner nachverfolgbar wäre.

Wenn ein Nutzer seine Infektion meldet, werden Nutzer benachrichtigt, die in den vergangenen Tagen seinen Schlüssel empfangen haben. Dieser Abgleich findet ausschliesslich auf einzelnen Smartphones und nicht zentral auf einem Server statt. Dafür werden alle Schlüssel von Infizierten aus der Region auf die Smartphones geladen. Eine Warnung enthält den Tag der Begegnung, aber nicht die Uhrzeit.

Es braucht also einen staatlich kontrollierten Server, um die Schlüssel von Infizierten zu speichern und an die möglicherweise infizierten User zu verschicken.

Welche Einschränkungen diktieren Apple und Google?

Die Benachrichtigung über das Infektionsrisiko kann es gemäss den Vorgaben von Apple und Google erst geben, wenn die Smartphones mehr als fünf Minuten auf kurzem Abstand (wenige Meter) verbracht haben. Das soll Situationen herausfiltern, in denen zum Beispiel jemand an einem Auto vorbeigeht, in dem eine infizierte Person sitzt.

Die Unternehmen bekräftigten, dass die Apps keinen Zugang zu den GPS-Positionsdaten der Smartphones bekommen und keine Daten für Werbung verwenden dürfen.

Die ausdrückliche Zustimmung der Nutzer muss nicht nur zur Verwendung der App, sondern gesondert auch vor der Infektionsmeldung eingeholt werden.

Führt ein Weg an Apple und Google vorbei?

Nein.

Die Schnittstelle nach dem Vorbild von DP-3T sei bereits festgelegt, schreibt welt.de. Wer eine gut funktionierende, plattformübergreifenden Corona-Warn-App auf die Smartphones der Nutzer bringen will, muss wohl die Technik nutzen, die Apple und Google vorgeben. Sie bieten eine möglichst akkuschonende Einbindung der Bluetooth-basierten Proximity-Tracing-Technik.

Insbesondere bei iPhones sind die Entwickler von Corona-Apps auf die Kooperation mit dem Hersteller angewiesen: Dies weil auf dem iPhone keine ständigen Bluetooth-Zugriffe möglich sind, wenn die App längere Zeit im Hintergrund läuft. Frankreich und Grossbritannien setzen dennoch auf eine solche Funktionsweise.

Aus Australien, wo eine solche Corona-Warn-App (mit zentralisierter Datenspeicherung auf einem Server) bereits lanciert worden ist, gibt es Medienberichte über gravierende technische Probleme. Und auch aus Grossbritannien, wo die App getestet wird, erreichen uns Meldungen über technische Unzulänglichkeiten.

Mit Material der Nachrichtenagentur SDA

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23 Kommentare
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Die beliebtesten Kommentare
rburri68
07.05.2020 09:37registriert June 2017
"Apple und Google machen die «Exposure Notification»-Software als Open Source für Dritte überprüfbar. Dies gilt allerdings längst nicht für alle Teile der Betriebssysteme." Das Betriebssystem Android ist komplett Open Source. Nur die darauf installierte Google Software ist es nicht.
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Ueli der Knecht
07.05.2020 16:26registriert April 2017
"Da jedes Beacon auch eine Geräte-ID mitsendet, lässt sich so einfach einsammeln, welche Mobilgeräte sich begegnet sind.
[...]
Die Handy-Marke lässt sich aber glücklicherweise aufgrund der Geräte-ID des Beacons erkennen."
Gut, dass langsam die Erkenntnis wächst, dass dieses Proximity-Tracing nicht ganz so anonym ist und die Persönlichkeit schützt, wie das uns die Entwickler und unkritische Journalisten weismachen wollen.
Die Geräte-ID ist wie eine Autonummer. Sie lässt sich relativ einfach den Inhabern zuordnen. Und sie ermöglicht auch Tracking (zB. wo/wie bewegst du dich im Migros/Coop?)
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