Wdrażanie Blockchain do głosowania: dogłębne spojrzenie na problemy techniczne

Głosowanie Blockchain

Żywotność systemów głosowania opartych na łańcuchu bloków jest wysoce kontrowersyjna. Na poziomie technicznym łańcuchy bloków i związane z nimi technologie – takie jak kryptografia i rozproszone systemy przechowywania danych, takie jak IPFS – zapewniają pewne wyjątkowe korzyści, których nie wykorzystują starsze systemy głosowania.

Obecna krytyka systemów głosowania opartych na blockchain wynika w dużej mierze z ich funkcjonalności jako modeli głosowania online / e-głosowania, które przez lata były krytykowane jako podatne na włamania i manipulacje.

U podstaw debaty, którą naciskają zwolennicy systemów głosowania opartych na technologii blockchain, jest to, że opracowywanie innowacyjnych rozwiązań z wykorzystaniem technologii niekoniecznie musi być doskonałe, o ile po prostu ulepszają obecny model..

Głosowanie Blockchain

Alex Tapscott niedawno napisany Op-Ed w New York Times przed niedawnymi wyborami w połowie kadencji na temat systemów głosowania online. Artykuł spotkał się z twardym oporem ze strony naukowców i ekspertów politycznych, ale podkreślił kilka ważnych konsekwencji bezpiecznego i anonimowego systemu głosowania online, podkreślonego przez system blockchain P2P.

Według wstępna analiza udziału wyborców w połowie kadencji przez U.S. Elections Project, około 49 procent uprawnionych do głosowania wzięło udział w wyborach. Chociaż jest to bezprecedensowa liczba osób biorących udział w wyborach śródokresowych, to wciąż tylko 49 procent uprawnionych do głosowania. Systemy głosowania online – oparte na blockchainie – mogą poprawić uczestnictwo wyborców poprzez ułatwienie dostępu do procesu, unikanie błędów administracyjnych i liczenia (zobacz bieżące sytuacja na Florydzie) oraz zapewnienie autentyczności wyników w oparciu o kryptograficzne gwarancje bezpieczeństwa.

Jednak systemy głosowania oparte na blockchain nadal napotykają problemy. Wdrożenie tej technologii nie jest srebrnym środkiem zaradczym na wszystkie problemy związane z głosowaniem w systemach demokratycznych. Niektóre z głównych problemów, z jakimi borykają się systemy głosowania w technologii blockchain, obejmują weryfikację tożsamości, fałszowanie głosów wyborców, którzy nie głosowali, oraz problemy z możliwością deanonimizacji wyborców.

Wdrożenie głosowania w technologii blockchain jest zwykle powiązane z nową metodą głosowania na większą skalę. Na przykład płynne demokracje, głosowanie na węgiel i inne systemy są często przywiązane do modelu łańcucha blokowego jako proponowana lepsza metoda niż obecny system.

Chociaż interesujące, koncepcje te nie są głównym przedmiotem zainteresowania tego artykułu i niosą ze sobą własne formy zalet, wad i spornych debat. Analiza systemów głosowania w łańcuchu bloków na poziomie technicznym wymaga podkreślenia podstawowych elementów każdego autentycznego demokratycznego systemu głosowania, a następnie przyjrzenia się kilku niedawnym praktycznym przykładom.

Podstawowe elementy demokratycznego systemu wyborczego

Model głosowania w technologii blockchain wymagałby wszystkich tych samych gwarancji, jakie ma każdy demokratyczny system wyborczy. W szczególności w przypadku odniesień do systemu głosowania elektronicznego są to:

  • Kompletność / ostateczność wyników
  • Solidność i autentyczność systemu (gwarancje kryptograficzne dotyczące oszustw, manipulacji itp.)
  • Kwalifikowalność (bezpieczny, szybki i dokładny system weryfikacji tożsamości)
  • Sprawdzalność
  • Głosy bez możliwości ponownego wykorzystania
  • Anonimowość

Analiza potencjału blockchainowego systemu głosowania elektronicznego wymaga spojrzenia na model przez pryzmat zachowania powyższych elementów, do osiągnięcia których dążą demokratyczne wybory.

Kompletność / ostateczność wyników

Odnosi się to w szczególności do pojęcia, że ​​wszyscy uprawnieni wyborcy są akceptowani jako zdolni do głosowania, a wszystkie głosy są liczone poprawnie. Ostateczność jest problemem w nowoczesnych systemach głosowania, w których różne oprogramowanie maszyn do głosowania i wymagania dotyczące identyfikacji często prowadzą do ponownego przeliczania głosów w ciasnych wyścigach. Usunięcie tej nieefektywności jest kluczem do poprawy autentyczności i akceptacji wyników.

Solidność i autentyczność systemu

Mówiąc prosto, zaufanie wyborców do systemów wyborczych – nawet w rozwiniętych demokracjach – jest zdumiewająco słabe. Według Harvardu raport w 2016 r. tylko 29 procent Amerykanów było przekonanych, że głosy w całym kraju zostaną policzone poprawnie. Zapobieganie manipulacjom i ograniczanie możliwości nieuczciwych wyborców wpływania na system jest żmudnym zadaniem o długim historycznym precedensie wyzwań.

Kwalifikowalność

Dotyczy to głównie prawomocnych wyborców, którzy mogą głosować. Przypadki głosowania zmarłych i nielegalne głosowanie nadal stanowią problem.

Sprawdzalność

Audyt głosowania lub możliwość sprawdzenia przez kogokolwiek, czy wynik jest uzasadnioną sumą wszystkich uprawnionych oddanych głosów. Ta koncepcja odnosi się zarówno do wyborcy, że może mieć pewność, że jego głos został policzony, jak i do ogólnej powszechności tego, że każdy, kto jest w stanie zweryfikować ogólny wynik jest autentyczny.

Głosy bez możliwości ponownego wykorzystania

Wyborcy mogą głosować tylko raz. Dotyczy wyborów przedstawicieli, referendów, inicjatyw itp.

Anonimowość

Anonimowość wyborców, jeden z podstawowych elementów każdego demokratycznego systemu wyborczego, chroni ich przed zemstą lub przymusem po wyborach w czasie głosowania. Jednak przymus poprzez „kupowanie głosów” nadal stanowi problem, a rozwiązania, takie jak ślepe podpisy i wieloaspektowe kombinacje klucza prywatnego / hasła jako potwierdzenia głosowania, zostały rozpowszechnione jako rozwiązania.

Powyższe kategorie są konieczne – przynajmniej w pewnym stopniu – aby trafnie i skutecznie osiągnąć demokratyczny wynik wyborów.

Wdrażanie modelu głosowania Blockchain

W prostym systemie głosowania można założyć, że uczestniczą co najmniej 3 główne podmioty:

  1. Wyborcy
  2. Władze
  3. Liczniki

Co ważne, kluczowym elementem, na który system oparty na łańcuchu bloków może mieć największy wpływ, jest odłączenie podmiotu będącego organem od podmiotu przeciwnego. Dokładny powód takiego działania wymaga jedynie cytatu Józefa Stalina, aby zrozumieć, dlaczego:

„Liczą się nie ludzie, którzy głosują. To ludzie liczą głosy ”.

Zliczanie kart do głosowania jest zazwyczaj przeprowadzane przez władze (tj. Rząd), więc usunięcie relacji między nimi może zapewnić wyborcom kluczowe gwarancje co do uczciwości wyborów. Taka manipulacja może nie być powszechna w rozwiniętych demokracjach, ale jest dobrze ugruntowanym problemem w krajach rozwijających się, zwłaszcza tam, gdzie istnieje wyjątkowo nieodpowiednia infrastruktura.

Na początku tradycyjnego procesu głosowania wyborcy oddają swoje karty do głosowania elektronicznego lub papierowego w lokalach wyborczych. Liczniki podliczają te głosy i przechowują je w scentralizowanej bazie danych nadzorowanej przez władze.

Model głosowania w łańcuchu bloków usuwa powiązanie między licznikami a władzą, przesyłając głosy bezpośrednio do samego łańcucha blokowego, sieci księgi P2P bez pośrednika. Cyfrowym medium do oddawania głosów jest blockchain, a nie baza danych kontrolowana przez organ. Publiczny blockchain byłby optymalnym wyborem dla takich wyborów, zwłaszcza zdecentralizowanej księgi, takiej jak Bitcoin lub Ethereum.

W takim systemie istniałyby tylko dwa główne podmioty uczestniczące: wyborca ​​i władza. Licznik zostałby wyeliminowany, a władza mogłaby po prostu zliczać głosy za pośrednictwem dostępnego i przejrzystego łańcucha bloków, zamiast polegać na różnych lokalach wyborczych i maszynach do zgłaszania wyników do zabezpieczonej bazy danych. Wyborcy mogliby oddawać głosy bezpośrednio przez telefony lub komputery. Jednak te mechanizmy głosowania wymagałyby dwóch zestawów danych:

  1. Rzeczywiste głosy
  2. Dokumenty identyfikacyjne

Dokumenty identyfikacyjne musiałyby zostać zatwierdzone przez urząd – co nadal pozostawia otwarte możliwości manipulacji – ale ostatecznie mogłyby zostać zastąpione tożsamościami z białej listy zweryfikowanymi za pomocą protokołu rozproszonej tożsamości. Na razie zdecentralizowane usługi tożsamości nie są po prostu wystarczająco rozwinięte lub wszechobecne, aby odpowiednio funkcjonować w takim systemie, aby organ (rząd) działał jako weryfikator tożsamości wyborców. Potencjalne fałszowanie tożsamości i odmian Sybil atakuje kręcić się wokół implementacji głosowania w łańcuchu bloków.

Zamiast bezpośredniego przesyłania głosów do łańcucha bloków, można je było szyfrować i przechowywać w rozproszonym systemie plików, takim jak IPFS. Następnie skróty głosów mogą być przechowywane w łańcuchu bloków, który jest skorelowany z ich lokalizacją IPFS.

Korzystanie z IPFS pozwoliłoby zaoszczędzić miejsce na dysku, zwiększając skalowalność głosowania w księdze publicznej, zapewniając jednocześnie początkową warstwę zaciemniania tożsamości. Jednak uzasadnionym problemem związanym z tym procesem jest anonimowość. Wyborcy mogą potencjalnie zostać zdanonimizowani za pomocą mapowania adresów IP lub innych metod śledzenia warstwy sieci, które łączą ich głos z ich tożsamością.

Jednak rozwój w zakresie dowodów wiedzy zerowej dla anonimowego, ale weryfikowalnego głosowania i ochrony prywatności w warstwie sieciowej, takich jak Dandelion, oferuje pewien obiecujący potencjał zachowania prywatności na tym froncie.

Dodatkowo Zcoin – kto niedawno zakończyły prawybory w Tajlandii na swoim łańcuchu blokowym z ponad 127 000 głosów – wdrożone Shamir’s Secret Sharing Scheme aby zapewnić, że żaden pojedynczy podmiot nie może odszyfrować informacji o wyborcach. Wszystkie uczestniczące władze (Tajska Komisja Wyborcza, Partia Demokratyczna, kandydaci) musiałyby jednogłośnie zgodzić się na odszyfrowanie danych głosowania.

Przewodnik ZCoin

Przeczytaj: Co to jest ZCoin?

Po wyborach ostateczność nastąpiłaby znacznie szybciej niż tradycyjne systemy. Dla porównania, Zcoin osiągnął ostateczne wyniki w prawyborach w ciągu 12 godzin. Obecne metody wymagają przeliczeń i innych nieefektywności, które wydłużają okresy liczenia wyborów i zmniejszają zaufanie wyborców.

Powszechna weryfikowalność głosów może również wystąpić w znacznie prostszy sposób niż dotychczasowe systemy głosowania. Możliwość audytowania wyborów za pomocą skrótu IPFS w łańcuchu bloków gwarantuje, że wynikiem jest uzasadniona suma wszystkich oddanych głosów.

Jednak weryfikowalność indywidualna jest bardziej skomplikowana przy próbie zachowania anonimowości i jest aktywnym obszarem badań mechanizmów głosowania w łańcuchu bloków. Proponowane metody rozwiązania tego problemu obejmują generowanie przez wyborcę pary kluczy publiczny / prywatny w momencie głosowania, co zapewnia indywidualną weryfikowalność, nie ujawniając żadnych szczegółów dotyczących tożsamości wyborcy.

Co najważniejsze, solidność i autentyczność głosów można zapewnić dzięki kryptografii protokołów blockchain. W przypadku głosów związanych z transakcją – na przykład w Zcoin – głosy mają takie same gwarancje, jak każda transakcja, która nie zostanie podwójnie wydana lub zmanipulowana, gwarantowane przez podpisy cyfrowe

Ogólnie rzecz biorąc, system głosowania oparty na łańcuchu bloków ma potencjał, aby spełnić wymagane podstawowe elementy każdego demokratycznego procesu wyborczego. Istnieją oczywiste niedociągnięcia w odniesieniu do anonimowości i kwalifikowalności wyborców, ale zaawansowane i ustandaryzowane implementacje techniczne, takie jak ZKP i zdecentralizowane protokoły tożsamości, mogą pomóc przezwyciężyć te niedociągnięcia w dłuższej perspektywie.

Obecna kwestia głosowania w technologii blockchain dotyczy tego, czy jest to możliwe. Ostatecznie pytanie powinno przejść do tego, czy władze rządowe są skłonne zrezygnować z kontroli nad tym procesem.

Co to jest IPFS?

Przeczytaj: Co to jest IPFS?

Najnowsze osiągnięcia w głosowaniu w technologii Blockchain

Niedawno nastąpiła fala postępów w eksperymentowaniu z blockchain z mechanizmami głosowania, zarówno na dużą, jak i na małą skalę. Wspomniany wcześniej Zcoin z powodzeniem ukończył pierwszy na świecie zakrojony na dużą skalę system głosowania w technologii blockchain w prawyborach w Tajlandzkiej Partii Demokratycznej.

Z powodzeniem osiągnęli ostateczne wyniki w ciągu 12 godzin z ponad 127 000 głosów. Zcoin stara się teraz zwiększyć gwarancje anonimowości dzięki sieci głosowania typu blockchain P2P za pomocą ZKP.

Kilka startupów, takich jak Śledź mój głos i Voatz również badają i opracowują rozwiązania do głosowania oparte na blockchain. Eksperymenty na mniejszą skalę z głosowaniem na blockchain obejmowały mały przypadek z Wirginia Zachodnia podczas ostatnich semestrów w USA, gdzie 150 obywateli głosowało przez aplikację blockchain.

Inne inicjatywy obejmują Demokracja Ziemia, kto zbudował framework open source dla zarządzania opartego na blockchain i schematów głosowania opartych na różnych formach płynnej demokracji. Ich 2016 studium przypadku na cyfrowe referendum w sprawie diaspory w Kolumbii dostarcza intrygujących informacji na temat toczącej się debaty na temat struktur głosowania i tego, jak może wyglądać przyszły rozwój sytuacji.

Głosowanie Blockchain to wyczerpujący temat z szeregiem materiałów na jego temat, które obejmują wszystko, od demokratycznych ideałów po techniczne zastosowanie protokołu do głosowania w sieci P2P. Przeprowadzony na dużą skalę przez Zcoin test głosowania w technologii blockchain był pierwszym tego rodzaju i został ujawniony 13 listopada 2018 r..

Wciąż jest wiele prac badawczo-rozwojowych do wykonania, zanim systemy głosowania w technologii blockchain staną się opłacalne. Naturalnie będą istnieć przeszkody w integracji nowej technologii z podstawowym składnikiem demokracji, ale istnieje pewien określony potencjał do ulepszenia obecnych modeli, które są wyraźnie rozczarowujące.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map