Blockchain - Ein Blick in die Zukunft?

Die in den Fokus geratene Digitalwährung Bitcoin nutzt sie und hat für gewisse Bekanntheit gesorgt. Könnte die Technologie der Blockchain auch im Gesundheitswesen und für forschende Pharma-Unternehmen nutzbar sein? Ja. Neben vielen Anwendungsszenarien existieren bereits erste Blockchain-Projekte.

Im Kern ist die Idee ebenso einfach, wie genial: Statt auf zentrale Datenspeicherung, setzt das Konzept der Blockchain auf dezentralen Datenaustausch. Die junge Technologie wird meist im Zusammenhang mit der digitalen Währung Bitcoin genannt. Dem ausschließlichen Interesse von Tech-Nerds im Finanzsektor, ist die Blockchain jedoch entwachsen. Selbst im Koalitionsvertrag der Bundesregierung findet sie Beachtung, wenn darin eine Blockchain-Strategie angekündigt wird.

Vereinfacht gesagt ist eine Blockchain eine endlos erweiterbare Kette von Datensätzen. Diese sogenannten Blöcke sind Unikate, die chronologisch aufeinander aufbauen. Sie enthalten jeweils die verschlüsselte Information – wie ein digitaler Fingerabdruck – sowie einen Zeitstempel und Transaktionsdaten. Im Netzwerk aller Nutzer wird mit jeder Aktion ein neuer und dann unveränderbarer Daten-Block generiert. Alle Blöcke gemeinsam sind nachvollziehbar über kryptografische Funktionen miteinander verkettet. Eine Information, die einmal in der Blockchain gespeichert ist, kann so zu ihrem Autor zurückverfolgt werden. Gleichzeitig kann nachvollzogen werden, welchen Weg die Information zurückgelegt hat und ob sie zu einem späteren Zeitpunkt verändert wurde. Da alle Blöcke unlöschbar sind und auf einem ersten Block (dem sog. Genesis-Block) aufbauen, entsteht im Ergebnis eine unveränderliche Datenstruktur in Form einer lückenlosen Kette – der Blockchain.

Datensicherheit ist quasi Teil der DNA und die große Stärke der Blockchain: Jeder Nutzer verfügt in Echtzeit über eine komplette Kopie – also aller Blöcke mit allen gespeicherten Informationen. Hierdurch sind alle Dateneinträge für jeden Teilnehmer zu jedem Zeitpunkt nachvollziehbar und können nicht „geheim“ nachträglich verändert werden. Diese Struktur schützt die Blockchain vor Manipulationen und sorgt für Transparenz. Ein weiterer möglicher Vorteil ist die Netzwerkstruktur. Alle Transaktionen können direkt und unvermittelt (Peer-to-Peer-Prinzip) zwischen gleichgestellten Teilnehmern ablaufen. Das macht Mittelsmänner, wie Banken oder Notare, überflüssig. Alle Teilnehmer protokollieren und es gibt einen Konsens über den „korrekten“ Inhalt. Diese sogenannte Konsensualisierung sorgt für die Integrität der Daten im gesamten System.

Zahlreiche Unternehmen, Start-Ups und Investoren entwickeln und erproben Ideen und Anwendungen für Blockchain-Technologien im Gesundheitswesen. Auch wenn dies zunächst paradox erscheint. Die Blockchain, ursprünglich absolut transparent, soll für Gesundheitsdaten genutzt werden. Für ausgesprochen sensible und persönliche Information. Das kann funktionieren, wenn Verfahren zur Verschlüsselung der eigentlichen Information entwickelt werden. Eine zweite Herausforderung besteht in der Skalierbarkeit. Die Blockchain als verteilte Datenbank (Distributed Ledger – DLT) liegt in so vielen Kopien vor, wie es Nutzer gibt. Alle Transaktionen werden auf allen Kopien gleichzeitig ausgeführt. Je mehr Teilnehmer und Historie, desto größer werden Speicherplatzanforderungen und benötigte Rechenleistung. Die Anwendung im Gesundheitswesen erfordert also ein Weiterdenken der oben skizzierten Blockchain-Idee. Und das geschieht derzeit.

Estland gilt als Pionier bei der Digitalisierung im Gesundheitswesen. Estnische Bürgerinnen und Bürger verfügen beispielswese schon heute über elektronische Patientenakten, die mittels Blockchain-Technologie abgesichert werden. Weitere Bereiche wurden dort als Schwerpunkte für den möglichen weiteren Einsatz identifiziert. Etwa Telemedizin, Personalisierte Medizin oder die Archivierung medizinischer Aufzeichnungen – immer geht es um die Datensicherheit und Datenintegrität.

Auch forschende Pharma-Unternehmen arbeiten an Konzepten und Umsetzungen. Ein Anwendungsszenario besteht etwa für klinische Studien. Gesundheitsdaten könnten mit Blockchain-Verfahren gesammelt und nur dort weitergegeben werden, wo gewünscht und notwendig. Gleichzeitig können Privatsphäre und besonders sensible Informationen von Patienten noch besser geschützt werden. Das stärkt das Vertrauen von Patienten in die Forschung weiter. Gerade klinische Studien für seltene Erkrankungen, für die nur sehr wenige Teilnehmer in Betracht kommen, könnten davon profitieren. Der Zeitaufwand für die Medikamentenentwicklung ließe sich an der Stelle reduzieren und Patienten könnten schneller von neuen Behandlungsoptionen profitieren.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel besteht etwa in dem immer besseren Schutz von Lieferketten. Ganz konkret wurde etwa jüngst ein Patent für ein Verfahren angemeldet, mit dem Objekte aus der realen Welt für Maschinen digital lesbar werden. Ihnen wird dabei ein digitaler Fingerabdruck zugeschrieben, etwa ein Bildmuster, DNA oder eine bestimmte chemische Signatur. Der bisherige Standardansatz setzte auf die Lesbarkeit von Maschine zu Maschine. Mit der nun möglichen Lesbarkeit von Maschine zu Objekt lassen sich bestehende Verfahren und individuelle Identifizierungsmerkmale, wie etwa der Scan des bekannten Barcodes, künftig mit Blockchain-Technologien verknüpfen. Dieses Verfahren kann die Sicherheit von Lieferketten weiter stärken und Produktfälschungen weiter vorbeugen. Das mag noch recht abstrakt klingen, ist jedoch alles andere als Zukunftsmusik.



Passend zum Thema ist unter Mitwirkung des vfa eine neue Broschüre entstanden.

Sie heißt "Blockchain Enabling Digital Health - Perspektiven für Forschung und Versorgung" und kann hier kostenfrei bestellt werden.


Für den direkten Download haben wir zudem ein Whitepaper verfasst:

"Blockchain als Treiber-Technologie für die digitale Transformation von Gesundheitswirtschaft und Gesundheitsversorgug?" (PDF)

Aktuell sucht das Bundesgesundheitsministerium mit einem Ideenwettbewerb die besten Anwendungskonzepte für Blockchain-Technologien im deutschen Gesundheitswesen:
https://www.bundesgesundheitsministerium.de/blockchain/fragen-und-antworten-zum-ideenwettbewerb-blockchain.html