V God: ทำไมการลงคะแนน blockchain ถึงถูกประเมินต่ำไป?

ชื่อเดิม: "Vitalik: ทำไมคุณถึงต้องการการลงคะแนนแบบบล็อกเชน" โดย Vitalik Buterin ผู้ร่วมก่อตั้ง Ethereum

การลงคะแนนเป็นกระบวนการที่ต้องใช้ความสมบูรณ์ของกระบวนการเป็นอย่างมาก ผลการลงคะแนนจะต้องถูกต้องและต้องมีกระบวนการที่โปร่งใสเพื่อให้ทุกคนสามารถไว้วางใจได้ว่าผลการลงคะแนนนั้นถูกต้อง ไม่ควรมีความเป็นไปได้ที่จะขัดขวางความเต็มใจที่จะลงคะแนนเสียงของใครก็ตามหรือป้องกันไม่ให้มีการนับคะแนนของพวกเขา

Blockchain เป็นเทคโนโลยีที่ให้การรับประกันความสมบูรณ์ของกระบวนการ หากกระบวนการทำงานบนบล็อกเชน รับประกันได้ว่ากระบวนการจะทำงานตามรหัสที่ตกลงไว้ล่วงหน้าและให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง ไม่มีใครสามารถขัดขวางการดำเนินการได้ ไม่มีใครสามารถยุ่งเกี่ยวกับการดำเนินการนี้ และไม่มีใครสามารถเซ็นเซอร์และป้องกันไม่ให้ประมวลผลอินพุตของผู้ใช้

ดังนั้นเมื่อมองแวบแรก ดูเหมือนว่าบล็อกเชนจะให้ความต้องการในการลงคะแนนเสียงอย่างแน่นอน ฉันไม่ใช่คนเดียวที่คิดเช่นนี้ ผู้ใช้รายใหญ่จำนวนมากสนใจ แต่กลับกลายเป็นว่าบางคนมีความคิดเห็นที่แตกต่างกันมากเกี่ยวกับเรื่องนี้....

ภาพรวม

ภาพรวม

นักวิจารณ์โปรโตคอลการลงคะแนนแบบบล็อกเชนมักวิจารณ์หลักสองประการ:

• Blockchain ไม่ใช่เครื่องมือซอฟต์แวร์สำหรับการเลือกตั้ง คุณสมบัติความน่าเชื่อถือที่บล็อกเชนให้มาไม่ตรงกับคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการลงคะแนนเสียง และเครื่องมือซอฟต์แวร์ประเภทอื่นๆ ที่มีโฟลว์ข้อมูลและคุณสมบัติความน่าเชื่อถือต่างกันจะมีประโยชน์มากกว่า

• โดยทั่วไปแล้วซอฟต์แวร์ไม่สามารถเชื่อถือได้ในการจัดการเลือกตั้ง ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตาม ความเสี่ยงของข้อบกพร่องของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่ตรวจไม่พบนั้นสูงเกินไป ไม่ว่าแพลตฟอร์มจะถูกจัดระเบียบอย่างไร

บทความนี้จะกล่าวถึงมุมมองทั้งสองนี้ในทางกลับกัน (คำว่า "การหักล้าง" เป็นคำที่แรงเกินไป แต่ฉันไม่เห็นด้วยอย่างยิ่งกับทั้งสองมุมมอง) อันดับแรก ฉันจะหารือเกี่ยวกับปัญหาด้านความปลอดภัยของความพยายามที่มีอยู่เพื่อใช้บล็อกเชนสำหรับการลงคะแนนเสียง และวิธีแก้ปัญหาที่ถูกต้องไม่ใช่การละทิ้งบล็อกเชน แต่ให้รวมเข้ากับเทคโนโลยีการเข้ารหัสอื่นๆ ประการที่สอง ฉันจะตอบคำถามเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของซอฟต์แวร์ (และฮาร์ดแวร์) คำตอบของฉันคือ: ความปลอดภัยของคอมพิวเตอร์กำลังดีขึ้นจริง ๆ และเราสามารถพยายามดำเนินการตามแนวโน้มนี้ต่อไปได้

ในระยะยาว การยึดติดกับกระดาษตลอดไปจะเป็นอุปสรรคอย่างมากต่อการปรับปรุงการลงคะแนน การลงคะแนนทุก ๆ N ปีเป็นรูปแบบหนึ่งของประชาธิปไตยที่มีอายุ 250 ปี และเราอาจมีประชาธิปไตยที่ดีขึ้นได้หากการลงคะแนนสามารถทำได้ง่ายและเข้าถึงได้มากขึ้น เพื่อให้เราสามารถลงคะแนนได้บ่อยขึ้น

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าบทความนี้มีพื้นฐานมาจากสมมติฐานที่ว่าเทคโนโลยีการปรับขนาดบล็อคเชนที่ดี (เช่น sharding) นั้นมีให้ใช้งาน แน่นอนว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นไม่ได้หากบล็อกเชนไม่สามารถปรับขนาดได้ แต่จนถึงตอนนี้ เทคโนโลยีก้าวหน้าอย่างรวดเร็วจนไม่มีเหตุผลที่จะคิดว่ามันจะไม่เกิดขึ้น

โปรโตคอลการลงคะแนน Blockchain ไม่ดี

โปรโตคอลการลงคะแนน Blockchain มักจะถูกโจมตีอยู่เสมอ เมื่อสองปีก่อน Voatz บริษัทเทคโนโลยีการโหวตบล็อคเชน เป็นที่ฮือฮาและผู้คนจำนวนมากตื่นเต้นกับมันมาก แต่ปีที่แล้ว นักวิจัยบางคนที่ MIT พบข้อบกพร่องด้านความปลอดภัยที่สำคัญหลายชุดในแพลตฟอร์มของตน [6] ในขณะเดียวกัน ในมอสโก ระบบการลงคะแนนแบบบล็อกเชนที่กำลังจะใช้สำหรับการเลือกตั้งถูกแฮ็ก [7] โชคดีที่การโจมตีเกิดขึ้นหนึ่งเดือนก่อนการเลือกตั้ง

การแฮ็กเหล่านี้ค่อนข้างจริงจัง ด้านล่างนี้คือตารางความสามารถในการโจมตีที่นักวิจัยที่วิเคราะห์ Voatz ค้นพบได้สำเร็จ:

ในตัวมันเองนั้นไม่ใช่ข้อโต้แย้งกับการใช้การลงคะแนนแบบบล็อกเชน แต่ซอฟต์แวร์การลงคะแนนแบบบล็อกเชนควรได้รับการออกแบบอย่างรอบคอบมากขึ้นและขยายขนาดเมื่อเวลาผ่านไป

การปกป้องความเป็นส่วนตัวและการต่อต้านการบีบบังคับ

แต่ถึงกระนั้นโปรโตคอลการลงคะแนนแบบบล็อกเชนที่ไม่ได้ใช้งานไม่ได้ในทางเทคนิคก็มักจะไม่ดี เพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใด เราจำเป็นต้องเจาะลึกลงไปอีกเล็กน้อยว่าบล็อกเชนมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยใดบ้าง และคุณสมบัติด้านความปลอดภัยใดที่จำเป็นสำหรับการลงคะแนนเสียง และเมื่อเราเจาะลึกลงไป เราจะเห็นว่ามีความไม่ตรงกันระหว่างสองสิ่งนี้

Blockchain มีคุณสมบัติหลักสองประการ: การดำเนินการที่ถูกต้องและการต่อต้านการเซ็นเซอร์ การดำเนินการที่ถูกต้องหมายถึงว่า blockchain ยอมรับอินพุตของผู้ใช้ ("ธุรกรรม") ประมวลผลอย่างถูกต้องตามกฎที่กำหนดไว้ล่วงหน้า และส่งคืนเอาต์พุตที่ถูกต้อง (หรือปรับ "สถานะ" ของ blockchain ในวิธีที่ถูกต้อง) การต่อต้านการเซ็นเซอร์ยังทำได้ง่าย เข้าใจ: ผู้ใช้ที่ต้องการส่งธุรกรรมและยินดีจ่ายค่าธรรมเนียมสูงพอสามารถส่งได้และคาดว่าจะรวมอยู่ในห่วงโซ่ในไม่ช้า

คุณสมบัติทั้งสองนี้มีความสำคัญมากสำหรับการลงคะแนน: ผลการลงคะแนนที่คุณต้องการจะต้องเป็นผลของการรวมคะแนนเสียงของผู้สมัครแต่ละคนเพื่อเลือกผู้สมัครที่มีคะแนนเสียงมากที่สุด และคุณต้องต้องการให้ใครก็ตามที่มีสิทธิ์ลงคะแนนเข้าร่วมการลงคะแนน แม้ว่าผู้มีอำนาจบางคนจะพยายามหยุดพวกเขา แต่การลงคะแนนยังต้องการคุณสมบัติหลักบางประการที่บล็อกเชนไม่มี:

• การคุ้มครองความเป็นส่วนตัว: คุณไม่ควรรู้ว่าผู้สมัครคนใดลงคะแนนให้หรือแม้ว่าพวกเขาจะลงคะแนนก็ตาม

• การต่อต้านการบีบบังคับ: คุณไม่ควรพิสูจน์ให้คนอื่นเห็นว่าคุณลงคะแนนอย่างไร แม้ว่าคุณจะต้องการก็ตาม

ความต้องการข้อกำหนดข้อแรกข้างต้น (เช่น ความเป็นส่วนตัว) นั้นชัดเจน: คุณต้องการให้ผู้คนลงคะแนนโดยพิจารณาจากความรู้สึกส่วนตัว โดยไม่คำนึงว่าพวกเขารู้สึกอย่างไรจากคนรอบข้าง นายจ้าง ตำรวจ หรือสุ่มอันธพาลตามท้องถนน . ความรู้สึกของการโหวต.

ข้อกำหนดที่สอง (การต่อต้านการบีบบังคับ) จำเป็นต้องใช้เพื่อป้องกันปัญหาของ "การขายคะแนนเสียง": หากคุณสามารถพิสูจน์ได้ว่าคุณลงคะแนนเสียงอย่างไร (เช่น คุณลงคะแนนเสียงให้ใคร) การขายคะแนนเสียงของคุณจะกลายเป็นเรื่องง่าย ความพิสูจน์ได้ของบัตรลงคะแนนยังเปิดใช้รูปแบบของการบังคับ ซึ่งผู้บังคับต้องการดูหลักฐานว่า (ผู้ถูกบังคับ เช่น ผู้ลงคะแนน) ลงคะแนนให้ผู้สมัครคนใดคนหนึ่ง คนส่วนใหญ่ แม้แต่ผู้ที่ทราบข้อกำหนดข้อแรก ก็ไม่ได้คิดถึงข้อกำหนดข้อที่สอง แต่ความต้องการประการที่สองก็จำเป็นเช่นกัน และในทางเทคนิคแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องจัดหาให้ได้ ไม่จำเป็นต้องพูดว่า "ระบบการลงคะแนนแบบบล็อกเชน" ทั่วไปที่คุณเห็นนั้นไม่ได้พยายามจัดหาคุณสมบัติที่สองด้วยซ้ำ และมักจะล้มเหลวในการจัดเตรียมคุณสมบัติแรก

การลงคะแนนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ปลอดภัยโดยไม่ต้องใช้ Blockchain

แนวคิดของกลไกทางสังคมที่บังคับใช้อย่างปลอดภัยด้วยการเข้ารหัสไม่ได้ถูกคิดค้นโดยบล็อกเชนเกินบรรยาย และมีอยู่จริงก่อนหน้าเรานานแล้ว นอกเหนือจากพื้นที่บล็อกเชนแล้ว มีประเพณี 20 ปีของนักเข้ารหัสที่ทำงานเกี่ยวกับปัญหาการลงคะแนนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ปลอดภัย และข่าวดีก็คือมีวิธีแก้ไข เอกสารของ Juels, Catalano และ Jakobsson ในปี 2545 ที่มีชื่อว่า "การเลือกตั้งทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ต่อต้านการบีบบังคับ" (Coercion-Resistant Electronic Elections[8]) ได้รับการอ้างถึงในวรรณกรรมมากมายในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา:

แนวคิดนี้ผ่านการทำซ้ำหลายครั้งตั้งแต่นั้นมา Civitas[9] เป็นตัวอย่างที่โดดเด่นแม้ว่าจะมีแนวคิดอื่นๆ อีกมากมาย โปรโตคอลเหล่านี้ทั้งหมดใช้ชุดของเทคโนโลยีหลักที่คล้ายกัน: มีชุดของ "คนสูง" หรือผู้บอกที่ตกลงกันไว้ และข้อสันนิษฐานที่เชื่อถือได้ว่าผู้สูงส่วนใหญ่มีความซื่อสัตย์ ผู้ตรวจสอบข้อเท็จจริงแต่ละคนมี "ส่วนหนึ่ง" ของคีย์ส่วนตัวที่มีการเผยแพร่คีย์สาธารณะที่เกี่ยวข้อง ผู้ลงคะแนนเข้ารหัสการลงคะแนนโดยใช้รหัสสาธารณะของผู้ตรวจสอบและเผยแพร่การลงคะแนนที่เข้ารหัส และผู้ตรวจสอบใช้โปรโตคอลการคำนวณหลายฝ่าย (MPC) ที่ปลอดภัย [10] เพื่อถอดรหัสและตรวจสอบบัตรลงคะแนนและนับคะแนน การนับคะแนนจะทำ "ภายใน MPC": ผู้ตรวจสอบจะไม่มีทางรู้รหัสส่วนตัวของตนและเมื่อคำนวณผลสุดท้ายก็จะไม่ทราบข้อมูลใดๆ .

การเข้ารหัสการลงคะแนนให้ความเป็นส่วนตัว และสามารถเพิ่มโครงสร้างพื้นฐานบางอย่าง (เช่น เครือข่ายผสม) เพื่อให้ความเป็นส่วนตัวแข็งแกร่งยิ่งขึ้น ในเวลาเดียวกัน เพื่อให้สามารถต้านทานความเครียดได้ สามารถใช้เทคนิคใดเทคนิคหนึ่งจากสองวิธีต่อไปนี้:

ตัวเลือกแรกคือในระหว่างขั้นตอนการลงทะเบียน (ซึ่งผู้ตรวจสอบข้อเท็จจริงจะเรียนรู้รหัสสาธารณะของผู้ลงคะแนนเสียงที่ลงทะเบียนแต่ละคน) ผู้ลงคะแนนเสียงจะสร้างหรือรับรหัส รหัสสาธารณะที่สอดคล้องกันจะถูกแบ่งปันระหว่างผู้ตรวจสอบข้อเท็จจริง และ MPC ของผู้ตรวจสอบข้อเท็จจริงจะนับคะแนนเสียงก็ต่อเมื่อมีการลงนามโดยคีย์เท่านั้น ผู้ลงคะแนนไม่สามารถพิสูจน์ให้บุคคลที่สามเห็นว่ากุญแจของพวกเขาคืออะไร ดังนั้นหากพวกเขาถูกติดสินบนหรือถูกบีบบังคับ พวกเขาก็สามารถแสดงรหัสที่ไม่ถูกต้องและใช้รหัสที่ไม่ถูกต้องในการเซ็นชื่อในการลงคะแนนเสียงได้ อีกทางหนึ่ง ผู้ลงคะแนนเสียงสามารถส่งข้อความเพื่อเปลี่ยนรหัสได้ ผู้ลงคะแนนเสียงไม่สามารถพิสูจน์ต่อบุคคลที่สามได้ว่าพวกเขาไม่ได้ส่งข้อความดังกล่าว ดังนั้นการลงคะแนนเสียงจึงยังคงเหมือนเดิม

ตัวเลือกที่สองคือเทคนิคที่ผู้ลงคะแนนเสียงสามารถลงคะแนนเสียงได้หลายครั้ง โดยคะแนนเสียงในภายหลังจะแทนที่คะแนนเสียงก่อนหน้า หากผู้มีสิทธิเลือกตั้งถูกติดสินบนหรือถูกบีบบังคับ เขาสามารถลงคะแนนเสียงให้กับผู้สมัครรับเลือกตั้งตามที่ผู้ให้สินบน/บังคับขู่เข็ญร้องขอได้ก่อน แต่จากนั้นสามารถส่งการลงคะแนนเสียงอีกครั้งเพื่อลบล้างการลงคะแนนเสียงครั้งก่อนได้

การมอบอำนาจให้ผู้มีสิทธิเลือกตั้งคว่ำการลงคะแนนเสียงครั้งก่อนผ่านการลงคะแนนเสียงครั้งต่อๆ ไปคือกุญแจสู่กลไกต่อต้านการบีบบังคับของข้อตกลงปี 2558 ข้างต้น

ทีนี้ มาดูความแตกต่างที่สำคัญในโปรโตคอลเหล่านี้ทั้งหมด พวกเขาทั้งหมดพึ่งพาสิ่งดั้งเดิมภายนอกสำหรับการรับประกันความปลอดภัย: กระดานข่าว ("BB" ในภาพด้านบน) กระดานข่าวเป็นสถานที่ที่ผู้มีสิทธิเลือกตั้งสามารถส่งข้อความได้ และรับประกันว่า: (1) ทุกคนสามารถอ่านกระดานข่าวได้ และ (2) ทุกคนสามารถส่งข้อความไปยังกระดานข่าวที่ได้รับการยอมรับ เอกสารลงคะแนนต่อต้านการกลั่นแกล้งส่วนใหญ่ที่คุณพบว่ากล่าวถึงการมีอยู่ของกระดานข่าวอย่างไม่เป็นทางการ แต่มีเอกสารไม่กี่ฉบับที่กล่าวถึงการนำกระดานข่าวนี้ไปใช้จริง ในบทความนี้ คุณสามารถเห็นเจตนาของฉัน: วิธีที่ปลอดภัยที่สุดในการติดตั้งกระดานข่าวคือการใช้บล็อกเชนที่มีอยู่!

การลงคะแนนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ปลอดภัยโดยใช้ Blockchain

แน่นอนว่าก่อนที่จะมีบล็อกเชน มีความพยายามมากมายในการสร้างกระดานข่าวอิเล็กทรอนิกส์ บทความปี 2008 นี้ [12] เป็นความพยายามดังกล่าว และแบบจำลองความน่าเชื่อถือเป็นข้อกำหนดมาตรฐานที่ "เซิร์ฟเวอร์ k จาก n ต้องซื่อสัตย์" (ปกติ k = n/2) ตัวอย่างเช่น การทบทวนวรรณกรรมปี 2021 [13] นี้ครอบคลุมและสำรวจการใช้บล็อกเชนในความพยายามในการติดตั้งกระดานข่าวครั้งก่อนๆ ซึ่งอาศัยโมเดล k-of -n Trust ด้วย

บล็อกเชนยังเป็นโมเดลความน่าเชื่อถือแบบ k-of-n ซึ่งต้องมีผู้ตรวจสอบเหมืองหรือผู้ตรวจสอบความถูกต้องของ PoS อย่างน้อยครึ่งหนึ่งในการปฏิบัติตามข้อตกลง หากสมมติฐานนี้ล้มเหลว มักจะนำไปสู่ ​​"การโจมตี 51%" เหตุใดบล็อกเชนจึงดีกว่ากระดานข่าวอิเล็กทรอนิกส์สำหรับวัตถุประสงค์พิเศษ คำตอบคือ การสร้างระบบ k-of-n ที่เชื่อถือได้อย่างแท้จริงนั้นเป็นเรื่องยาก และบล็อกเชนเป็นระบบเดียวที่สามารถแก้ปัญหานี้ในวงกว้างได้ สมมติว่ารัฐบาลประกาศว่ากำลังสร้างระบบการลงคะแนนเสียงและจัดทำรายชื่อองค์กรท้องถิ่นและมหาวิทยาลัย 15 แห่งที่จะจัดทำกระดานข่าวเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ ในฐานะผู้สังเกตการณ์ภายนอก คุณรู้ได้อย่างไรว่ารัฐบาลไม่ได้เลือก 15 องค์กรเหล่านี้จาก 1,000 องค์กรจากความต้องการที่จะสมรู้ร่วมคิดกับหน่วยงานข่าวกรอง

ในทางกลับกัน เครือข่ายสาธารณะมีกลไกฉันทามติทางเศรษฐกิจแบบไม่ต้องขออนุญาต (PoW หรือ PoS) ที่ทุกคนสามารถเข้าร่วมได้ และฐานของนักสำรวจบล็อก การแลกเปลี่ยน และโหนดตรวจสอบอื่น ๆ ที่มีความหลากหลายและได้รับแรงจูงใจสูง เพื่อยืนยันแบบเรียลไทม์อย่างต่อเนื่อง ว่าไม่มีอะไรเลวร้ายเกิดขึ้น

ระบบการลงคะแนนที่ซับซ้อนมากขึ้นเหล่านี้ไม่เพียงแค่ใช้บล็อกเชนเท่านั้น แต่ยังอาศัยการเข้ารหัส เช่น การพิสูจน์ที่ปราศจากความรู้เพื่อความถูกต้องและการคำนวณจากหลายฝ่ายเพื่อต่อต้านการข่มขู่ ดังนั้น พวกเขาจึงหลีกเลี่ยงจุดอ่อนของระบบการลงคะแนนที่ "ไร้เดียงสา" ที่เพียงแค่ "ลงคะแนนโดยตรงไปยังบล็อกเชน" และเพิกเฉยต่อปัญหาการปกป้องความเป็นส่วนตัวและการต่อต้านการบีบบังคับ แต่กระดานข่าวบล็อกเชนยังคงเป็นส่วนสำคัญของรูปแบบการรักษาความปลอดภัยของการออกแบบทั้งหมด: หากคณะกรรมการถูกบุกรุกแต่บล็อกเชนไม่เป็นเช่นนั้น คุณสมบัติในการต่อต้านการข่มขู่ก็จะหายไป แม้ว่าการรับประกันอื่นๆ ทั้งหมดเกี่ยวกับกระบวนการลงคะแนนเสียงจะยังคงอยู่ก็ตาม

MACI: Blockchain ที่ทนต่อการบีบบังคับลงคะแนนบน Ethereum

ขณะนี้ระบบนิเวศของ Ethereum กำลังทดลองกับระบบที่เรียกว่า MACI [14] ซึ่งรวมบล็อกเชน, ZK-SNARK และตัวแสดงหลักที่รับประกันการต่อต้าน (แต่นอกเหนือจากความสามารถในการทำลายคุณลักษณะใดๆ) MACI ไม่ใช่เรื่องยากในทางเทคนิค ผู้ใช้สามารถเข้าร่วมได้ด้วยวิธีต่อไปนี้: ใช้รหัสส่วนตัวของตนเองเพื่อเซ็นข้อความ จากนั้นเข้ารหัสข้อความที่เซ็นชื่อด้วยคีย์สาธารณะที่ออกโดยเซิร์ฟเวอร์กลาง และเผยแพร่ข้อความที่เซ็นชื่อที่เข้ารหัสไปยังบล็อกเชน เซิร์ฟเวอร์จะดาวน์โหลดข้อความเหล่านี้จากบล็อกเชน ถอดรหัสและประมวลผลข้อความเหล่านั้น และแสดงผลลัพธ์และพิสูจน์ ZK-SNARK ว่าการคำนวณทำอย่างถูกต้อง

ผู้ใช้ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าพวกเขาเข้าไปเกี่ยวข้องได้อย่างไร เนื่องจากพวกเขาสามารถส่งข้อความ "เปลี่ยนรหัส" เพื่อหลอกลวงใครก็ตามที่พยายามตรวจสอบพวกเขา: พวกเขาสามารถส่งข้อความรหัสการเปลี่ยนแปลงก่อน โดยเปลี่ยนรหัสจาก A เป็น B จากนั้นจึงส่งข้อความ " ข้อความปลอม” ลงนามโดย อ. เซิร์ฟเวอร์จะปฏิเสธข้อความปลอม แต่จะไม่มีใครรู้ว่าข้อความเปลี่ยนคีย์ถูกส่งไปแล้ว มีข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือบนเซิร์ฟเวอร์ แม้ว่าจะมีไว้เพื่อการปกป้องความเป็นส่วนตัวและการต่อต้านการบีบบังคับเท่านั้น เซิร์ฟเวอร์ไม่สามารถเผยแพร่ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องโดยการคำนวณที่ไม่ถูกต้องหรือโดยการเซ็นเซอร์ข้อความ ในระยะยาว การคำนวณแบบหลายฝ่ายสามารถนำมาใช้ได้ในระดับหนึ่ง ของเซิร์ฟเวอร์บนเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งจะช่วยเสริมความแข็งแกร่งในการรับประกันการปกป้องความเป็นส่วนตัวและการต่อต้านการบีบบังคับ

สรุป

สรุป

• กระบวนการลงคะแนนมีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่สำคัญสี่ประการที่ต้องปฏิบัติตาม ได้แก่ ความถูกต้อง การต่อต้านการเซ็นเซอร์ การปกป้องความเป็นส่วนตัว และการต่อต้านการข่มขู่

• Blockchain นั้นดีในสองข้อแรก แต่ไม่ดีในสองข้อหลัง

• การเข้ารหัสการลงคะแนนบนบล็อกเชนจะเพิ่มความเป็นส่วนตัว การพิสูจน์โดยไม่มีความรู้จะนำไปสู่ความถูกต้อง และผู้สังเกตการณ์จากภายนอกไม่สามารถรวมคะแนนเสียงโดยตรงได้เนื่องจากถูกเข้ารหัส

• การถอดรหัส MPC และการตรวจสอบคะแนนเสียงสามารถให้คุณสมบัติที่ทนทานต่อแรงดึงเมื่อรวมกับกลไกที่ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับระบบได้หลายครั้ง: การลงคะแนนครั้งก่อนทำให้การลงคะแนนครั้งต่อไปเป็นโมฆะ หรือในทางกลับกัน

• การใช้บล็อกเชนช่วยให้แน่ใจว่าคุณมีความต้านทานการเซ็นเซอร์ความปลอดภัยสูงมาก และแม้ว่าคณะกรรมการสมรู้ร่วมคิดที่จะทำลายการต่อต้านการข่มขู่ คุณก็จะยังคงรักษาการต่อต้านการเซ็นเซอร์นี้ไว้ การแนะนำของ blockchain สามารถปรับปรุงความปลอดภัยของระบบได้อย่างมาก

แต่เราจะเชื่อถือเทคโนโลยีได้หรือไม่?

แต่ตอนนี้เรากลับมาที่ข้อที่สอง ซึ่งเป็นคำวิจารณ์ที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการลงคะแนนทางอิเล็กทรอนิกส์ (บล็อกเชนหรือไม่ก็ตาม): ตัวเทคโนโลยีเองนั้นไม่ปลอดภัยเกินไปและไม่ควรเชื่อถือได้

บทความล่าสุดจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) [16] วิพากษ์วิจารณ์การลงคะแนนแบบบล็อกเชน รวมถึงตารางนี้ด้านล่าง โดยอธิบายว่าการลงคะแนนแบบไร้กระดาษทุกชนิดนั้นยากเกินกว่าจะรักษาความปลอดภัยโดยพื้นฐาน:

คุณสมบัติหลักที่ผู้เขียนบทความนี้มุ่งเน้นคือความเป็นอิสระของซอฟต์แวร์ ซึ่งพวกเขานิยามว่าเป็น "คุณสมบัติที่ตรวจไม่พบการเปลี่ยนแปลงหรือจุดบกพร่องในซอฟต์แวร์ของระบบ ไม่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่มองไม่เห็นในผลการเลือกตั้ง" " โดยพื้นฐานแล้ว ข้อบกพร่องในโค้ดไม่ควรทำให้ Prezzy McPresidentface เป็นประธานาธิบดีคนใหม่ของบางประเทศโดยบังเอิญ (หรือตามความเป็นจริงกว่านั้น ข้อบกพร่องที่จงใจฝังไว้ไม่ควรทำให้ส่วนแบ่งคะแนนเสียงของผู้สมัครจาก 42% เป็น 52%)

แต่มีวิธีอื่นในการจัดการกับข้อบกพร่อง ตัวอย่างเช่น ระบบการลงคะแนนแบบบล็อกเชนใด ๆ ที่ใช้การพิสูจน์ความรู้ที่ไม่มีความรู้ที่ตรวจสอบได้แบบสาธารณะสามารถตรวจสอบได้โดยอิสระ บางคนสามารถเขียนการใช้งานเครื่องพิสูจน์หลักฐานและตรวจสอบ ZK-SNARK ด้วยตนเอง เขาสามารถเขียนซอฟต์แวร์ลงคะแนนของเขาเองได้ แน่นอน ความซับซ้อนทางเทคนิคของการดำเนินการนี้เกิน 99.99% ของฐานผู้มีสิทธิเลือกตั้งจริงใดๆ แต่ถ้าผู้เชี่ยวชาญอิสระหลายพันคนมีความสามารถที่จะทำได้ และยืนยันว่าซอฟต์แวร์ใช้งานได้จริง แสดงว่าในทางปฏิบัติก็ไม่ดีเกินไป

อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้เขียน MIT สิ่งนี้ยังไม่เพียงพอ:

ดังนั้นระบบอิเล็กทรอนิกส์ใดๆ ก็ตามที่ตรวจสอบได้ตั้งแต่ต้นจนจบ ดูเหมือนจะไม่เหมาะสำหรับการเลือกตั้งทางการเมืองในอนาคตอันใกล้ American Voting Foundation ได้กล่าวถึงคำมั่นสัญญาของวิธีการ E2E-V เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยในการลงคะแนนออนไลน์ แต่ได้เผยแพร่รายงานโดยละเอียดที่แนะนำให้หลีกเลี่ยงการใช้สำหรับการลงคะแนนออนไลน์ เว้นแต่และจนกว่าเทคโนโลยีจะสมบูรณ์กว่านี้และในการลงคะแนนได้รับการทดสอบอย่างสมบูรณ์

คนอื่น ๆ ได้เสนอส่วนขยายให้กับแนวคิดเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ข้อเสนอของ Juels et al. เน้นการใช้การเข้ารหัสเพื่อให้ ข้อเสนอ Civitas โดย Clarkson และคณะ ได้นำกลไกเพิ่มเติมสำหรับการต้านทานความเครียดมาใช้ จากมุมมองของเรา ข้อเสนอเหล่านี้เป็นนวัตกรรมใหม่แต่ไม่สมจริง: ค่อนข้างซับซ้อนและที่สำคัญที่สุด ความปลอดภัยของข้อเสนอขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ของผู้มีสิทธิเลือกตั้งที่ไม่ถูกบุกรุกและทำงานตามที่ตั้งใจไว้ ซึ่งเป็นข้อสันนิษฐานที่ไม่สมจริง

ข้อกังวลของผู้เขียน MIT เหล่านี้ไม่ใช่ความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์ของระบบการลงคะแนน จริง ๆ แล้วความเสี่ยงนี้สามารถบรรเทาลงได้ด้วยการใช้การพิสูจน์ที่ไม่มีความรู้ แต่มุ่งเน้นไปที่คำถามเพื่อความปลอดภัยอื่นแทน: อุปกรณ์ของผู้ใช้ปลอดภัยหรือไม่ แม้โดยหลักการแล้ว

จากประวัติอันยาวนานของการแสวงหาประโยชน์และการแฮ็กบนอุปกรณ์ของผู้บริโภค มีเหตุผลที่จะถือว่าคำตอบคือ "ไม่ปลอดภัย" คำพูดต่อไปนี้เป็นบทความที่ฉันเขียนในปี 2013 เกี่ยวกับความปลอดภัยของกระเป๋าเงิน Bitcoin:

นอกจาก:

1Es3QVvKN1qA2p6me7jLCVMZpQXVXWPNTC

นอกจาก:

ในเดือนมิถุนายน 2554 คอมพิวเตอร์ของสมาชิก Bitcointalk "allinvain" ถูกแฮ็กโดยตรงจากผู้บุกรุกที่ไม่รู้จัก และเขาสูญเสีย 25,000 BTC (มูลค่า 500,000 ดอลลาร์ในขณะนั้น) ผู้โจมตีสามารถเข้าถึงไฟล์ wallet.dat ของ allinvain และล้างข้อมูลใน wallet อย่างรวดเร็ว ไม่ว่าจะโดยการส่งธุรกรรมจากคอมพิวเตอร์ของ allinvain หรือโดยการอัพโหลดไฟล์ wallet.dat แล้วล้างข้อมูลใน wallet บนคอมพิวเตอร์ของพวกเขาเอง

แต่ภัยพิบัติเหล่านี้ปกปิดความจริงที่ใหญ่กว่า นั่นคือ ความปลอดภัยของคอมพิวเตอร์นั้นพัฒนาอย่างช้าๆ แต่มั่นคงในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา [17] การโจมตีทำได้ยากขึ้นมากในปัจจุบัน โดยมักกำหนดให้ผู้โจมตีมองหาช่องโหว่ในระบบย่อยหลายระบบแทนที่จะเป็นช่องโหว่เดียวในโค้ดขนาดใหญ่และซับซ้อน ขณะนี้เหตุการณ์ที่มีรายละเอียดสูงนั้นยิ่งใหญ่กว่าที่เคย แต่นั่นไม่ใช่สัญญาณว่ามีสิ่งใดปลอดภัยน้อยลง แต่เป็นเพียงสัญญาณว่าเราต้องพึ่งพาอินเทอร์เน็ตมากขึ้นเรื่อยๆ

ฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้ (ฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้ [18]) เป็นแหล่งสำคัญของการปรับปรุงล่าสุด "โทรศัพท์บล็อกเชน" รุ่นใหม่บางรุ่น (เช่น โทรศัพท์จาก HTC[19]) ใช้เทคโนโลยีนี้ไปได้ไกลพอสมควร และติดตั้งระบบปฏิบัติการที่เรียบง่ายโดยเน้นที่ความปลอดภัยบนชิปฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้ อนุญาตแอปพลิเคชันที่ต้องการความปลอดภัยสูง เช่น สกุลเงินดิจิทัล กระเป๋าสตางค์ จะยังคงแยกจากแอปพลิเคชันอื่นๆ Samsung ได้เริ่มผลิตโทรศัพท์ที่ใช้เทคโนโลยีที่คล้ายกันแล้ว แม้แต่อุปกรณ์ที่ไม่เคยโฆษณาว่าเป็น "อุปกรณ์บล็อกเชน" (เช่น iPhone) ก็มักจะมีฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้บางประเภท

กระเป๋าเงินฮาร์ดแวร์ cryptocurrency นั้นมีประสิทธิภาพเหมือนกัน ยกเว้นโมดูลฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้นี้ตั้งอยู่ที่ด้านนอกของคอมพิวเตอร์แทนที่จะอยู่ข้างใน แต่ฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้ (สมน้ำสมเนื้อ!) มักจะถูกตำหนิในแวดวงความปลอดภัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชุมชนบล็อกเชน เพราะมันถูกทำลายครั้งแล้วครั้งเล่า [20] แน่นอนว่าคุณไม่ต้องการใช้มันเพื่อแทนที่การป้องกันความปลอดภัยของคุณ แต่ในฐานะเทคโนโลยีการเสริมพัฒนาการ นับเป็นความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่

ท้ายที่สุดแล้ว แอปพลิเคชันเดียว เช่น กระเป๋าเงินดิจิทัลและระบบลงคะแนนเสียงนั้นง่ายกว่าระบบปฏิบัติการของผู้บริโภคทั้งหมดมาก โดยมีข้อผิดพลาดน้อยกว่า แม้ว่าคุณจะต้องรวมการลงคะแนนแบบกำลังสอง การจับฉลาก การจับสลากกำลังสอง ฯลฯ รองรับ . ประโยชน์ของเครื่องมือเช่นฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้คือสามารถแยกเครื่องมือง่ายๆ ออกจากเครื่องมือที่ซับซ้อนและอาจถูกแฮ็กได้ และเครื่องมือเหล่านี้ก็ประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง

ดังนั้นความเสี่ยงอาจลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

แต่จะมีประโยชน์อะไร?

การปรับปรุงเทคโนโลยีความปลอดภัยเหล่านี้เป็นลางดีสำหรับอนาคตที่ฮาร์ดแวร์สำหรับผู้บริโภคอาจได้รับความเชื่อถือมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน การลงทุนในพื้นที่นี้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีแนวโน้มที่จะให้ผลตอบแทนต่อเนื่องในทศวรรษหน้า และเราคาดหวังการปรับปรุงที่สำคัญต่อไปได้ แต่ประโยชน์ของการลงคะแนนเสียงแบบอิเล็กทรอนิกส์ (แบบใช้บล็อกเชนหรืออย่างอื่น) มีประโยชน์อย่างไรเพื่อให้คุ้มค่ากับการสำรวจข้อมูลทั้งหมดนี้

คำตอบของฉันง่ายมาก: การลงคะแนนเสียงจะมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้เราสามารถลงคะแนนได้บ่อยขึ้น ปัจจุบัน การป้อนข้อมูลตามระบอบประชาธิปไตยอย่างเป็นทางการต่อองค์กร (รัฐบาลหรือธุรกิจ) มักจะจำกัดเพียงหนึ่งเสียงทุกๆ 1-6 ปี บางทีด้วยเหตุนี้ส่วนใหญ่ การตัดสินใจแบบกระจายอำนาจในสังคมของเราจึงถูกแบ่งออกเป็นสองขั้วอย่างรุนแรง: ประชาธิปไตยบริสุทธิ์และตลาดบริสุทธิ์ ประชาธิปไตยนั้นไร้ประสิทธิภาพมาก (การลงคะแนนขององค์กรและรัฐบาล) หรือไม่ปลอดภัยมาก (ไลค์/รีทวีตบนโซเชียลมีเดีย) ในทางเทคนิคแล้ว ตลาดมีประสิทธิภาพและปลอดภัยกว่าโซเชียลมีเดียมาก แต่ตรรกะทางเศรษฐกิจพื้นฐานทำให้ไม่เหมาะกับปัญหาการตัดสินใจหลายประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาที่เกี่ยวข้องกับสินค้าสาธารณะ

ใช่ ฉันรู้ว่ามันเป็นสามเหลี่ยมอีกอัน และฉันก็เสียใจจริงๆ ที่ต้องใช้มัน แต่ยกโทษให้ฉันครั้งนี้....(ฉันแน่ใจว่าฉันจะทำรูปสามเหลี่ยมมากกว่านี้ในอนาคต ทนกับฉัน)

มีหลายสิ่งที่เราสามารถทำได้หากเราสามารถสร้างระบบเพิ่มเติมที่อยู่ระหว่างประชาธิปไตยและตลาด โดยได้รับประโยชน์จากความเสมอภาคของอดีต ประสิทธิภาพทางเทคนิคของสิ่งหลัง และคุณสมบัติทางเศรษฐกิจที่อยู่ระหว่างนั้น การระดมทุนกำลังสองเป็นตัวอย่างที่ดี ประชาธิปไตยเหลวเป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง แม้ว่าเราจะไม่ได้แนะนำกลไกการมอบอำนาจแบบใหม่หรือคณิตศาสตร์กำลังสอง แต่ก็มีหลายอย่างที่เราสามารถทำได้เพื่อให้การลงคะแนนเหมาะสมกับข้อมูลที่มีให้สำหรับผู้ลงคะแนนแต่ละคนมากขึ้นโดยการลงคะแนนเสียงให้มากขึ้นในระดับที่เล็กลง ความท้าทายของแนวคิดเหล่านี้คือเพื่อให้มีโครงการที่สนับสนุนประชาธิปไตยทุกระดับอย่างถาวร คุณต้องมีรูปแบบการต่อต้านแบบซีบิลและลดการซื้อเสียง นี่คือสิ่งที่ ZK-SNARK + MPC + บล็อกเชนที่มีแนวโน้มดีเหล่านี้ ทั้งหมดเกี่ยวกับปัญหาที่โครงการลงคะแนนพยายามแก้ไข

พื้นที่เข้ารหัสลับสามารถช่วยได้

ประโยชน์ที่ได้รับการประเมินต่ำของพื้นที่ cryptocurrency คือมันเป็น "เขตเศรษฐกิจพิเศษเสมือนจริง" ที่ยอดเยี่ยม ซึ่งแนวคิดทางเศรษฐกิจและ crypto สามารถทดสอบได้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตร ไม่ว่าคุณจะสร้างและเผยแพร่อะไรก็ตาม เมื่ออำนาจทางเศรษฐกิจที่ควบคุมนั้นเกินขนาดที่กำหนด ผู้เข้าร่วมจำนวนมากจากแถบทั้งหมด (บางครั้งเห็นแก่ผู้อื่น บางครั้งแสวงหาผลกำไร และบางครั้งก็มุ่งร้าย) แต่ละคน ซึ่งหลายคนยังคงไม่เปิดเผยตัวตนโดยสิ้นเชิง) จะ เข้าสู่ระบบและพยายามที่จะบิดอำนาจทางเศรษฐกิจเพื่อเป้าหมายต่างๆของตนเอง

แรงจูงใจของผู้โจมตีนั้นสูง: หากผู้โจมตีขโมยเงิน 100 ดอลลาร์จากเครื่องมือเศรษฐกิจดิจิทัลของคุณ พวกเขามักจะได้รับรางวัลเต็ม 100 ดอลลาร์ และพวกเขาก็สามารถหนีไปได้ แต่ผู้ปกป้องก็มีแรงจูงใจสูงเช่นกัน: หากคุณสร้างเครื่องมือที่ช่วยให้ผู้ใช้หลีกเลี่ยงการสูญเสียเงิน คุณสามารถ (อย่างน้อยก็ในบางครั้ง) เปลี่ยนเป็นเครื่องมือและสร้างรายได้นับล้าน คริปโตเคอเรนซีเป็นโซนฝึกฝนที่ดีที่สุด: ถ้าคุณสามารถสร้างบางสิ่งที่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมนี้ มันอาจจะอยู่รอดในโลกที่ใหญ่กว่าได้เช่นกัน

สิ่งนี้ใช้กับเงินทุนกำลังสอง [21] ไปจนถึง multisig [22] และกระเป๋าเงินเพื่อการกู้คืนทางสังคม [23] และกับระบบการลงคะแนนเสียง พื้นที่ blockchain ได้ช่วยผลักดันการเพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีความปลอดภัยที่สำคัญแล้ว:

• กระเป๋าเงินฮาร์ดแวร์

• การพิสูจน์ความรู้ที่ไม่มีจุดประสงค์ทั่วไปที่มีประสิทธิภาพ

• เครื่องมือตรวจสอบที่เป็นทางการ

• "โทรศัพท์มือถือบล็อกเชน" ติดตั้งชิปฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้

• กลไกการโจมตีของ Anti-Sybil เช่น Proof of Humanity[24]

สรุป

สรุป

ในระยะสั้น การลงคะแนนด้วยบล็อกเชนทุกประเภทควรจำกัดไว้สำหรับการทดลองขนาดเล็ก ไม่ว่าจะเป็นสำหรับแอปพลิเคชันกระแสหลักหรือสำหรับพื้นที่บล็อกเชนเอง การรักษาความปลอดภัยในปัจจุบันนั้นไม่ดีพอที่จะพึ่งพาคอมพิวเตอร์สำหรับทุกสิ่ง แต่มันกำลังปรับปรุง และถ้าฉันคิดผิดและความปลอดภัยไม่ดีขึ้น มันจะเป็นเรื่องยากมากที่ไม่เพียงแต่การลงคะแนนด้วยบล็อกเชนเท่านั้น แต่รวมถึงการเข้ารหัสลับโดยรวมด้วย ดังนั้นจึงมีแรงจูงใจมากมายสำหรับเทคโนโลยีนี้ในการปรับปรุงต่อไป

เราทุกคนควรให้ความสนใจกับเทคโนโลยีนี้ต่อไปและความพยายามที่เกิดขึ้นทั่วโลกเพื่อปรับปรุงความปลอดภัยและค่อยๆ สะดวกสบายมากขึ้นในการใช้เทคโนโลยีในกระบวนการทางสังคมที่สำคัญมาก เทคโนโลยีเป็นกุญแจสำคัญในตลาดการเงินของเราอยู่แล้ว และการเข้ารหัสข้อมูลส่วนใหญ่ของระบบเศรษฐกิจจะส่งมอบระบบเศรษฐกิจส่วนใหญ่ให้กับอัลกอริธึมการเข้ารหัสและฮาร์ดแวร์ที่เรียกใช้ระบบเศรษฐกิจของเรา เราควรสังเกตและสนับสนุนกระบวนการนี้อย่างรอบคอบ และใช้ประโยชน์ของมันเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อนำเทคนิคการกำกับดูแลของเราไปสู่ศตวรรษที่ 21