Die Corona-Warn-App ermittelt mit der in Smartphones eingebauten Bluetooth-Funktechnik Kontakte zu anderen Smartphones in räumlicher Nähe, mehr dazu in Infokasten 2. Mit der Bluetooth-Technik wird nach den vom RKI festgelegten Kriterien der Abstand und die Begegnungsdauer zu anderen Personen gemessen, die ebenfalls die Corona-Warn-App installiert haben. Halten sich zwei App-Nutzer für eine bestimmte Zeit nebeneinander auf, tauschen die Smartphones zufallsgenerierte, sich mehrfach ändernde Kennziffern (Kontakt-IDs) aus, die lokal in den beteiligten Smartphones gespeichert werden.

Falls man sich in der Nähe eines anderen App-Nutzers aufgehalten hat, der positiv auf SARS-CoV-2 getestet worden ist und das Ergebnis in der App erfasst hat, erfolgt die Ermittlung des Infektions-Risikos für den Nutzer der Corona-Warn-App im Wesentlichen auf der Grundlage von Algorithmen (Abb.4). Dabei erfährt man nicht, wer diese Person mit SARS-CoV-2 war und auch nicht, ob man sich (zum Beispiel in der Familie) aktuell noch neben der infizierten Person befindet, mehr dazu in Infokasten 3. Wenn sich der durch sein Smartphone informierte App-Nutzer dann ebenfalls testen lässt und sich bei positivem Test an die Quarantäne-Vorgaben hält, kann er dazu beitragen, einer neuen Infektionswelle vorzubeugen.

Wer die Corona-Warn-App benutzt und positiv auf SARS-CoV-2 getestet worden ist, muss den Test selbst in der App erfassen, damit seine Kontaktpersonen informiert werden können (Abb.7). Ohne offizielles Testergebnis lassen sich keine Tests in der App erfassen. Dazu wird entweder ein QR-Code oder eine TAN benötigt (Abb.8). Der QR-Code, den der Nutzer vom Arzt oder von der Testeinrichtung erhalten hat, kann er mit der Kamera seines Smartphones einscannen. Die Corona-Warn-App kann dann den Nutzer digital in der App über das Test-Ergebnis informieren, wenn das Testlabor an den Corona-Server angeschlossen ist und der Nutzer der automatischen Übertragung zugestimmt hat. Falls das Testlabor noch nicht an den Corona-Server angeschlossen ist, kann anstelle des Einscannens des QR-Code auch eine sogenannte TAN verwendet werden, wie sie vom Online-Banking her bekannt ist.

Ziel ist, dass alle Labore ihre positiven Testergebnisse automatisch und pseudonymisiert über den Corona-Server an die App-Nutzer übertragen können. Da dies bisher jedoch noch nicht bei allen Corona-Testlaboren funktioniert, ist teilweise noch ein Anruf bei einer Hotline erforderlich, um eine TAN zu erhalten. Um Missbrauch zu vermeiden und um sicherzustellen, dass die anrufende Person tatsächlich SARS-CoV-2 positiv getestet worden ist, sind daher beim Anruf bei der Corona-Hotline Prüffragen von Callcenter-Mitarbeitern zu beantworten. Die gestellten Fragen und Antworten dürfen keinen Rückschluss auf die Person zulassen. Das ist von großer Bedeutung, da diese Fragen theoretisch auch von einer anderen Person beantwortet werden können, die dann eine falsche Warnmeldung in der App auslösen könnten.

Die Corona-Warn-App soll Smartphone-Nutzer informieren, wenn sie sich in der Nähe einer infizierten Person aufgehalten haben. Dafür tauschen die Smartphones wie beschrieben untereinander über Bluetooth Kontakt-IDs aus und speichern diese lokal auf dem Smartphone in der App ab. Erst wenn ein Nutzer der Corona-Warn-App ein positives Testergebnis in der App erfasst hat, werden seine Kontakt-IDs auf den Corona-Server übertragen. Dabei werden nur die anonymisierten Kontakt-IDs und nicht die Identitäten der App-Nutzer ausgetauscht. Die Kontakt-IDs der Kontaktpersonen werden auch nicht zentral gespeichert, sondern ausschließlich dezentral auf den jeweiligen Smartphones. Nur die Liste der anonymisierten Kontakt-IDs der SARS-CoV-2 positiv getesteten Personen wird auf einem zentralen Corona-Server vorgehalten.

Die Ermittlung des Infektionsrisikos im Smartphone ist die Hauptfunktion der Corona-Warn-App. Die Berechnung des Infektionsrisikos findet ausschließlich lokal auf dem Smartphone statt und auch nur dann, wenn der der App-Benutzer dem ausdrücklich zugestimmt hat. Der dafür eingesetzte Algorithmus wird vom RKI gepflegt und falls erforderlich angepasst. Er basiert auf den aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen, wie Infektionen mit SARS-CoV-2 stattfinden können. Hauptübertragungsweg ist die Aufnahme virushaltiger Tröpfchen, die beim Atmen, Husten, Sprechen und Niesen entstehen, besonders aber auch beim Schreien und beim Singen. Im Umkreis von 1-2 Meter um eine infizierte Person herum ist die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung mit Tröpfchen besonders erhöht. Fein verteilte Tröpfchen in der Luft (sogenannte Aerosole) können auch über längere Zeit in der Luft schweben und sich in geschlossenen Räumen verteilen. Dann ist jedoch in kleinen oder schlecht belüfteten Räumen eine Übertragung durch Aerosole auch über eine größere Distanz möglich und auch ohne dass eine infizierte Person sich in unmittelbarer Nähe aufgehalten hat.

Die Risiko-Ermittlung durch den Algorithmus in der Corona-Warn-App muss vom Nutzer aktiviert werden. Wenn dies erfolgt ist, ruft die App vom Corona-Server im Hintergrund mehrmals täglich eine Liste mit allen anonymen Kontakt-IDs der Nutzer ab, die ein positives Testergebnis in die App eingetragen haben. Die dabei übertragene Datenmenge wird nach Herstellerangaben in Deutschland nicht berechnet.

Die Ermittlung des Infektions-Risikos erfolgt erst dann, wenn beim lokalen Abgleich in der App festgestellt wird, dass Kontakt-IDs als SARS-CoV-2-positiv registriert worden sind. Das vom Algorithmus berechnete Infektionsrisiko ergibt sich aus vier Faktoren: Dazu gehören die Anzahl der Tage, die der Kontakt zurückliegt, die Dauer des Kontakts, die durchschnittliche Stärke des Bluetooth-Signals sowie den vom RKI festgelegten Ansteckungsfaktor. Jeder Faktor ist in acht Stufen unterteilt. Diese Gewichtungen lassen sich je nach Verlauf der Epidemie und neuen Erkenntnissen vom RKI anpassen. Die App berechnet das Infektionsrisiko aus dem Produkt der Gewichtungen und teilt diesen anhand von Grenzwerten in Klassen ein. Das Ergebnis wird dem Nutzer der Corona-Warn-App zusammen mit dem Tag des Kontakts in der App angezeigt. Das ermittelte Infektionsrisiko wird ausschließlich in der App gespeichert und an keine anderen Nutzer oder weitergegeben.

Wenn die App gerade erst installiert und aktiviert worden ist, meldet sie zunächst ein unbekanntes Risiko (Abb.5). Nach Austausch der ersten Kontakt-IDs zeigt sie ein niedriges Risiko an (Abb.6). Denn auch, wenn die App keinen Alarm auslöst, könnte der Nutzer durch eine kurze aber enge Begegnung oder eine Begegnung, bei der kein Smartphone dabei war, infiziert sein. Daher warnt die App vor einem niedrigen Risiko, um den Nutzer nicht in Sicherheit zu wiegen. Solange keine Kontakt-ID als infiziert registriert sind, bewertet die App das Infektionsrisiko weiter als „niedrig“. Sobald jedoch eine andere Kontakt-ID als SARS-CoV-2 innerhalb der vergangenen 14 Tage positiv gemeldet worden ist, berechnet der Algorithmus in der Corona-Warn-App das Infektionsrisiko, zeigt ein erhöhtes Risiko an und gibt dem Nutzer Verhaltens- und Gesundheitshinweise. Es bleibt dann die Entscheidung des App-Nutzers, ob er sich aufgrund der Warnung in Quarantäne begibt, ob er sich testen lässt oder ob er die Warnung ignoriert. Für den Erfolg der Corona-Warn-App ist entscheidend, dass sich viele Menschen aufgrund des Warnhinweise auch ohne Symptome testen lassen und die Ergebnisse schnellstmöglich in die App übertragen werden.

Die Corona-Warn-App kann somit bei breiter Akzeptanz in der Bevölkerung die Eindämmung der Virus-Pandemie unterstützen. Grundlegende Hygiene-Maßnahmen wie Abstand halten, Mund-Nasenschutz tragen und Händewaschen müssen auch weiterhin eingehalten werden.

Je mehr Smartphone-Nutzer die Corona-Warn-App herunterladen, installieren und auch nutzen, desto wirksamer können Infektionsketten digital nachverfolgt werden. In der ersten Woche nach der Veröffentlichung wurde die App nach Pressemitteilungen bereits über 10 Millionen Mal aus den App-Stores heruntergeladen; ein guter Anfang, wenn sie anschließend auch installiert worden ist, funktioniert und genutzt wird. Wer schnell über eine mögliche Infektion von Kontakten informiert wird, kann auch schnell reagieren und sich und andere schützen. Die App hilft also, die eigene Familie, Freunde und das gesamte Umfeld zu schützen und somit die Infektionszahlen niedrig zu halten. Bisher bemühen sich vor allem mit großem personellen Aufwand die Gesundheitsämter, Infektionsketten aufzuklären und nachzuverfolgen, damit sich das Corona-Virus nicht weiter ausbreiten kann.

Bedingt durch den hohen Zeitdruck war es auf EU-Ebene bisher nicht möglich, sich bei der App-Entwicklung um einen gemeinsamen Ansatz bemühen. Derzeit verfolgen mehrere Mitgliedstaaten individuelle Lösungen. Das kann sich vor allem dann nachteilig auswirken, wenn sich in Urlaubsregionen Personen mit unterschiedlichen Apps auf engem Raum aufhalten. Aufgrund der unterschiedlichen technischen Ansätze der Datenspeicherung (zentralisiert oder dezentralisiert) und der verschiedenen Meldewege von Infektion und Testergebnis sind die Apps einzelner Länder untereinander noch nicht kompatibel. Die „Interoperabilität“ zur digitalen Nachverfolgung von Infektionsketten ist derzeit zwischen Personen mit Apps unterschiedlicher Herkunft noch nicht gewährleistet. Zu verbessern und zu vereinheitlichen sind insbesondere die Meldewege für die Testergebnisse, damit ein App-Nutzer in einem Land digital über einen Kontakt mit einem SARS-CoV-2 positiv getesteten Nutzer in einem anderen Land informiert werden kann. Es wird daran gearbeitet, noch vor der Hauptreisezeit den Einsatz der Corona-Warn-App auch in anderen Ländern zu ermöglichen. Das wird voraussichtlich zunächst in Österreich der Schweiz und in Italien möglich sein, weil dort ein ähnliches Konzept wie in Deutschland verfolgt wird. Wie in Deutschland setzen auch Österreich, Schweiz und Italien bei ihren offiziellen Corona-Warn-Apps auf ein technisches Konzept von Apple und Google auf, das ein hohes Datenschutzniveau mit einer dezentralen Speicherung der Kontaktdaten vorsieht. Frankreich dagegen hat sich für eine zentrale Speicherung entschieden, um die Daten besser auswerten zu können.