Implementación de blockchain para la votación: una mirada en profundidad a los problemas técnicos

Votación Blockchain

La viabilidad de los sistemas de votación basados ​​en blockchain ha sido muy polémica. A nivel técnico, las cadenas de bloques y su tecnología asociada, como la criptografía y los sistemas de almacenamiento distribuido como IPFS, brindan algunas ventajas únicas que los sistemas de votación heredados no emplean..

Las críticas actuales a los sistemas de votación basados ​​en blockchain provienen en gran medida de su funcionalidad como modelos de votación en línea / electrónica que han recibido una buena cantidad de críticas a lo largo de los años por ser vulnerables a la piratería y la manipulación..

En el centro del debate que están impulsando los defensores de los sistemas de votación blockchain es que el desarrollo de soluciones innovadoras utilizando la tecnología no tiene que ser necesariamente perfecto, siempre que simplemente mejoren el modelo actual..

Votación Blockchain

Alex Tapscott escrito recientemente un artículo de opinión en el New York Times previo a las recientes elecciones intermedias sobre los sistemas de votación en línea. El artículo se encontró con una fuerte resistencia por parte de académicos y expertos políticos, pero destacó algunas consecuencias importantes de un sistema de votación en línea seguro y anónimo subrayado por un sistema de cadena de bloques P2P..

De acuerdo con la analisis preliminar de la participación de votantes en las elecciones intermedias del Proyecto de Elecciones de EE. UU., aproximadamente el 49 por ciento de los votantes elegibles participaron en la elección. Si bien esta es una cantidad sin precedentes de participación en las elecciones de mitad de período, todavía es solo el 49 por ciento de los votantes elegibles. Los sistemas de votación en línea, basados ​​en una cadena de bloques, pueden mejorar la participación de los votantes al facilitar el acceso al proceso, evitar errores de administración y conteo (consulte el situación en Florida), y asegurar la autenticidad de los resultados basados ​​en garantías criptográficas de seguridad..

Sin embargo, todavía existen problemas que enfrentan los sistemas de votación basados ​​en blockchain. Implementar la tecnología no es una solución milagrosa para curar todos los problemas de votación en los sistemas democráticos. Algunas de las principales preocupaciones que enfrentan los sistemas de votación blockchain incluyen la validación de la identidad, la falsificación de votos para los votantes que no votaron y problemas con el potencial de desanonimizar a los votantes..

La implementación de la votación blockchain generalmente está vinculada a algún método nuevo para votar a mayor escala. Por ejemplo, las democracias líquidas, el voto de carbono y otros sistemas a menudo están vinculados a un modelo de cadena de bloques como un método propuesto mejor que el sistema actual..

Si bien son interesantes, estos conceptos no son la preocupación principal de este artículo y traen consigo sus propias formas de ventajas, desventajas y debates polémicos. Analizar los sistemas de votación blockchain a nivel técnico requiere enfatizar los componentes fundamentales de cualquier sistema de votación democrático auténtico seguido de algunos ejemplos prácticos recientes..

Los componentes fundamentales de un sistema de votación democrático

Un modelo de votación blockchain requeriría las mismas garantías que tiene cualquier sistema electoral democrático. Particularmente cuando se hace referencia a un sistema de votación electrónica, estos incluyen:

  • Integridad / Finalidad de los Resultados
  • Robustez y Autenticidad del Sistema (Garantías criptográficas sobre fraude, manipulación, etc.)
  • Elegibilidad (sistema de verificación de identidad seguro, rápido y preciso)
  • Verificabilidad
  • Votos no reutilizables
  • Anonimato

Analizar el potencial de un sistema de votación electrónica blockchain requiere ver el modelo a través del prisma de preservar los componentes anteriores que las elecciones democráticas se esfuerzan por lograr..

Integridad / Finalidad de los Resultados

Esto se refiere específicamente a la noción de que todos los votantes elegibles son aceptados como capaces de votar y todos los votos se cuentan correctamente. La finalidad es una preocupación en los sistemas de votación modernos donde los diferentes requisitos de identificación y software de la máquina de votación a menudo conducen a recuentos en contiendas reñidas. Eliminar esta ineficiencia es clave para mejorar la autenticidad y aceptación de los resultados..

Robustez y autenticidad del sistema

En pocas palabras, la confianza de los votantes en los sistemas electorales, incluso en las democracias desarrolladas, es asombrosamente pobre. Según Harvard reporte en 2016, solo el 29 por ciento de los estadounidenses confiaban en que las boletas de todo el país se contarían correctamente. Prevenir la manipulación y reducir la capacidad de los votantes fraudulentos para afectar el sistema es una tarea ardua con un largo precedente histórico de desafíos..

Elegibilidad

Esto se refiere principalmente a que solo los votantes legítimos pueden votar. Los casos de personas muertas votando y votando ilegalmente siguen siendo un problema hoy.

Verificabilidad

Auditoría de votos, o la capacidad de cualquiera de verificar que el resultado es la suma legítima de todos los votos elegibles emitidos. Este concepto se aplica tanto al votante que puede estar seguro de que su voto fue contado como a la universalidad general de que cualquiera pueda verificar que el resultado general es auténtico..

Votos no reutilizables

Los votantes solo pueden votar una vez. Se aplica a elecciones de representantes, referendos, iniciativas, etc..

Anonimato

Uno de los componentes esenciales de cualquier sistema de votación democrático, el anonimato de los votantes los protege de represalias o coacciones postelectorales en el momento de votar. Sin embargo, la coerción a través de la “compra de votos” sigue siendo una preocupación y soluciones como firmas ciegas y combinaciones multifacéticas de clave privada / contraseña como recibos de votación se han presentado como soluciones.

Las categorías anteriores son necesarias, al menos hasta cierto punto, para lograr con precisión y éxito un resultado electoral democrático..

Implementación de un modelo de votación Blockchain

En un sistema de votación sencillo, podemos asumir que hay al menos 3 entidades primarias que participan:

  1. Votantes
  2. Autoridades
  3. Contadores

Es importante destacar que el componente vital donde un sistema basado en blockchain puede tener el mayor impacto es desacoplar la entidad de autoridad de la entidad de contador. La razón precisa para hacerlo solo requiere una cita de Joseph Stalin para entender por qué:

“No son las personas que votan las que cuentan. Es la gente la que cuenta los votos “.

El escrutinio de las papeletas normalmente lo realiza la autoridad (es decir, el gobierno), por lo que eliminar la relación entre los dos puede proporcionar garantías cruciales a los votantes en lo que respecta a la confianza en la integridad de la elección. Tal manipulación puede no ser frecuente en las democracias desarrolladas, pero está bien establecido como un problema común en el mundo en desarrollo, particularmente donde hay una infraestructura excepcionalmente inadecuada..

Al comienzo de un proceso de votación tradicional, los votantes emiten sus boletas en máquinas de votación electrónica o boletas de papel en los lugares de votación. Los contadores cuentan estos votos y los almacenan en una base de datos centralizada supervisada por la autoridad..

Un modelo de votación de blockchain elimina la conexión entre los contadores y la autoridad al cargar los votos directamente en el blockchain, una red de contabilidad P2P sin intermediarios. El medio digital para la emisión de votos es la cadena de bloques en lugar de una base de datos controlada por una autoridad. Una cadena de bloques pública sería la opción óptima para tales elecciones, especialmente un libro mayor descentralizado como Bitcoin o Ethereum..

Dentro de tal sistema, solo habría dos entidades participantes principales, el votante y la autoridad. El contador se eliminaría y la autoridad podría simplemente contar los votos a través de una cadena de bloques accesible y transparente en lugar de depender de varios lugares de votación y máquinas para informar los resultados a una base de datos aislada. Los votantes podrían emitir votos directamente a través de sus teléfonos o en sus computadoras. Sin embargo, estos mecanismos de votación requerirían dos conjuntos de datos:

  1. Los votos reales
  2. Documentos de identificacion

Los documentos de identificación deberían ser validados por la autoridad, lo que deja abierta la posibilidad de manipulación todavía, pero eventualmente podrían ser reemplazados por identidades en lista blanca verificadas a través de un protocolo de identidad distribuido. Por ahora, los servicios de identidad descentralizados simplemente no están desarrollados o no son lo suficientemente ubicuos para funcionar adecuadamente en un sistema de este tipo, por lo que la autoridad (gobierno) funcionaría como verificador de la identidad de los votantes. Posible falsificación de identidades y variaciones de Ataques de Sybil se ciernen sobre las implementaciones de votación de blockchain.

En lugar de que los votos se carguen directamente en la cadena de bloques, se podrían cifrar y almacenar en un sistema de archivos distribuido como IPFS. Posteriormente, los hash de los votos podrían almacenarse en la cadena de bloques que se correlaciona con su ubicación IPFS..

El uso de IPFS ahorraría espacio de almacenamiento, lo que haría que la votación sea más escalable en el libro mayor público y, al mismo tiempo, proporcionaría una capa inicial de ofuscación de identidad. Sin embargo, una preocupación razonable con este proceso es el anonimato. Los votantes podrían potencialmente ser desanonimizados a través del mapeo de IP u otros métodos de rastreo de la capa de red que conectan su voto con su identidad..

Sin embargo, los desarrollos en pruebas de conocimiento cero para votaciones anónimas pero verificables y protecciones de privacidad a nivel de red como Dandelion ofrecen un potencial prometedor para preservar la privacidad en este frente..

Además, Zcoin – quién recientemente completó una elección primaria de Tailandia en su blockchain con más de 127,000 votos – implementado El plan de intercambio secreto de Shamir para garantizar que ninguna entidad pueda descifrar la información de los votantes. Todas las autoridades participantes (Comisión Electoral de Tailandia, Partido Demócrata, candidatos) tendrían que aprobar por unanimidad el descifrado de los datos de votación..

Guía ZCoin

Leer: ¿Qué es ZCoin??

Después de las elecciones, la finalidad sería significativamente más rápida que los sistemas tradicionales. Como referencia, Zcoin logró los resultados finales en las primarias en 12 horas. Los métodos actuales requieren recuentos y otras ineficiencias que extienden los períodos de conteo de elecciones y reducen la confianza de los votantes.

La verificabilidad universal de los votos también podría ocurrir de una manera mucho más sencilla que los sistemas de votación heredados. La auditabilidad de las elecciones a través del hash IPFS en la cadena de bloques garantiza que el resultado sea la suma legítima de todos los votos emitidos..

Sin embargo, la verificabilidad individual es más complicada cuando se intenta mantener el anonimato y es un área activa de investigación para los mecanismos de votación de blockchain. Los métodos propuestos para superar este problema incluyen que el votante genere un par de claves pública / privada en el momento de la votación que garantice la verificabilidad individual sin revelar ningún detalle sobre la identidad del votante..

Fundamentalmente, la robustez y la autenticidad de los votos pueden garantizarse mediante la criptografía de los protocolos de blockchain. Con los votos atados a una transacción, como en Zcoin, los votos tienen las mismas garantías que cualquier transacción de no gastarse o manipularse dos veces, garantizadas por firmas digitales.

En general, un sistema de votación blockchain tiene el potencial de cumplir con los componentes fundamentales necesarios de cualquier proceso electoral democrático. Existen deficiencias obvias con respecto al anonimato y la elegibilidad de los votantes, pero las implementaciones técnicas avanzadas y estandarizadas como los ZKP y los protocolos de identidad descentralizados pueden ayudar a superar estas deficiencias a largo plazo..

La cuestión actual de la votación blockchain es si es posible o no. Eventualmente, la pregunta debería pasar a si las autoridades gubernamentales están dispuestas o no a ceder el control sobre el proceso..

¿Qué es IPFS?

Leer: ¿Qué es IPFS??

Desarrollos recientes en la votación blockchain

Ha habido una serie de desarrollos recientes en la experimentación de blockchain con mecanismos de votación, tanto a gran como a pequeña escala. Zcoin, mencionado anteriormente, completó con éxito el primer sistema de votación blockchain a gran escala del mundo para las elecciones primarias del Partido Demócrata de Tailandia.

Alcanzaron con éxito la finalidad de los resultados en 12 horas con más de 127.000 votos contabilizados. Zcoin ahora está buscando promover garantías de anonimato con una red de votación P2P blockchain por utilizando ZKP.

Varias startups como Siga mi voto y Voatz también están investigando y desarrollando soluciones de votación basadas en blockchain. Los experimentos a menor escala con la votación de blockchain incluyeron un pequeño caso con Virginia del Oeste durante las recientes elecciones intermedias de Estados Unidos donde 150 ciudadanos votaron a través de una aplicación blockchain.

Otras iniciativas incluyen Tierra de la democracia, quien ha construido un marco de código abierto para esquemas de gobernanza y votación basados ​​en blockchain basados ​​en diversas formas de democracia líquida. Su 2016 caso de estudio para un referéndum digital sobre la diáspora de Colombia proporciona algunas ideas interesantes sobre el debate en curso sobre las estructuras de votación y cómo se verán los desarrollos futuros.

La votación blockchain es un tema exhaustivo con una variedad de material que cubre todo, desde los ideales democráticos hasta el empleo técnico de un protocolo para votar en una red P2P. La prueba a gran escala de Zcoin de la votación blockchain fue la primera de su tipo, y se reveló el 13 de noviembre de 2018..

Todavía queda mucho trabajo de investigación y desarrollo por realizar antes de que los sistemas de votación blockchain sean viables. Naturalmente, existirán obstáculos para la integración de una tecnología nueva con un componente fundamental de la democracia, pero existe un potencial definido para mejorar los modelos actuales que son claramente decepcionantes..

Mike Owergreen Administrator
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