Гласуване с блокчейн

Как работи концепцията

Според описания на компании от блокчейн индустрията всеки глас се записва като транзакция в разпределен регистър; промяната или изтриването му би изисквало пренаписване на веригата от мнозинството независими възли — на теория откриваемо и практически невъзможно в голям мащаб. Тъй като регистърът е публичен, всеки наблюдател може сам да преизчисли крайния резултат от записаните гласове и да провери дали съвпада с обявения.^[5] Това е представяне от гледна точка на доставчик на технологията, не независима академична оценка.

Привържениците сочат като най-реалистична полза улесняването на гласоподаватели зад граница и в чужбина, които често нямат надежден начин да потвърдят, че бюлетината им е пристигнала и е преброена — с блокчейн те биха могли лично да проверят, че гласът им фигурира в регистъра.^[6]

Фундаменталният проблем: тайна на вота срещу публична проверимост

Водещо изследване на Sunoo Park, Michael Specter, Neha Narula и Ronald L. Rivest (MIT/Харвард), публикувано в Journal of Cybersecurity през 2021 г., заключава, че интернет и блокчейн гласуването биха увеличили значително риска от незабелязани провали на избори в национален мащаб — а всяко евентуално повишаване на избирателната активност идва за сметка на смислената гаранция, че гласовете са преброени точно както са подадени.^[1]

Изследването посочва и конкретния конфликт: при напълно публична блокчейн схема всички гласове са видими, което позволява на гласоподавателя да докаже пред трето лице как е гласувал — а това улеснява натиска и купуването на гласове.^[2] Криптографски механизми като доказателства с нулево знание не решават проблема, защото не пречат на физическо наблюдение от натискащ или купувач на глас, а гласоподавателят винаги може доброволно да разкрие как е гласувал.^[3] От друга страна, „затворена“ (permissioned) верига, до която само определени страни имат достъп за писане и четене, връща проблема със централизираното доверие — ако обикновените граждани не могат да прочетат веригата и да проверят собствения си глас, схемата не осигурява реално проверим резултат.^[4]

Компютърният учен Дейвид Джеферсън от организацията Verified Voting посочва, че блокчейн е ирелевантен спрямо най-сериозната уязвимост на дистанционното гласуване — злонамерен софтуер на устройството на самия гласоподавател, който може невидимо да промени вота, преди той изобщо да достигне до блокчейн инфраструктурата.^[7] Джеферсън добавя, че блокчейн гласуването премахва хартиената следа, проверявана лично от избирателя, а тя е необходима за смислено преброяване, одит и статистическа проверка.^[8]

Американската Национална академия на науките заключава в доклада си „Securing the Vote“ (2018 г.), че използването на блокчейн в изборен сценарий не решава основните проблеми на сигурността, а напротив — въвежда допълнителни уязвимости: ако злонамерен софтуер промени гласа, преди той да достигне блокчейна, неизменимостта на веригата не осигурява целостта, а самият блокчейн не гарантира тайната на вота.^[9] Същият доклад заключава общо, че към момента няма технология, гарантираща сигурно интернет гласуване, и препоръчва интернет да не се използва за връщане на попълнени бюлетини, докато не бъдат разработени надеждни гаранции за сигурност и проверимост.^[10] През май 2020 г. съвместна оценка на заплахите от американската Агенция за киберсигурност и инфраструктурна сигурност (CISA) и други федерални агенции препоръчва връщане на бюлетини на хартия вместо по електронен път, определяйки електронното връщане на бюлетини като „високорисково“ дори при въведени защити.^[11]

Москва 2019–2020: два пробива в криптирането

През септември 2019 г. Москва позволява на избиратели в три от районите на градската Дума да гласуват през интернет система, изградена върху permissioned блокчейн на база Ethereum. Преди изборите криптографите Пиерик Годри (CNRS/Inria/Университет на Лотарингия) и Александър Головньов (Харвардски университет) публикуват академична статия с два успешни пробива в схемата за криптиране ElGamal, използвана от системата.^[12] Първият пробив: оригиналната реализация ползва 256-битови прости числа за криптиране, които със свободния софтуер CADO-NFS могат да бъдат факторизирани за около 5–8 минути на обикновен компютър — далеч по-бързо от 12-часовия прозорец преди официалното отваряне на гласовете, което означава, че атакуващ е можел да дешифрира бюлетини преди края на изборите.^[13]

След като московският IT отдел увеличава дължината на ключа на 1024 бита в отговор, изследователите откриват втори пробив: схемата не осигурява семантична сигурност, защото идентификаторите на кандидатите не са кодирани правилно като квадратични остатъци, което позволява на атакуващ да провери шифрован текст и да научи един бит информация за всяка бюлетина — при райони с двама кандидати това на практика разкрива как е гласувал всеки участник в реално време.^[14] Независимото издание Медуза потвърждава същите констатации: заместник-ръководителят на московския IT отдел Артьом Костирко отрича публично наличието на реален проблем с криптирането, докато Годри отбелязва, че властите тихомълком закърпват грешката, въпреки публичното отрицание.^[15]

При конституционния референдум в Русия през юли 2020 г. Москва отново използва блокчейн система за онлайн гласуване, вече в по-голям мащаб. Медуза, работейки с независими изследователи по сигурност, включително Дмитрий Честних (разработчик на криптографската библиотека TweetNaCl.js), открива, че преработената система генерира и използва един и същ споделен ключ както за гласоподавателя, така и за избирателната комисия — което позволява гласът да бъде дешифриран веднага след подаването му, преди приключването на официалното преброяване, вместо едва след него, както е предвидено.^[16] Според разследването този пропуск на практика би позволил на работодател не просто да провери, че служител е гласувал, а и как е гласувал — Честних обобщава системата директно: „това е, разбира се, пълна безсмислица — не е система за електронно гласуване“.^[17]

Сиера Леоне 2018: медиен шум срещу реалност

След президентските избори в Сиера Леоне на 7 март 2018 г. множество медии, включително заглавие на CoinDesk, твърдят, че страната е провела или проверила изборите си с блокчейн чрез швейцарската компания Agora. Националната избирателна комисия на Сиера Леоне (NEC) официално и категорично отрича да е използвала блокчейн технология в която и да е част от изборния процес.^[18]

В действителност Agora е акредитирана от NEC единствено като международен наблюдател на изборите — не като официален орган за преброяване — и независимо записва резултатите паралелно в блокчейн само за един-единствен район (Western Area), не за цялата страна, за сравнение с официалния резултат; Agora не извършва официалното преброяване.^[19] Оперативният директор на Agora публично поема отговорност за подвеждащото медийно отразяване.^[20] CoinDesk впоследствие променя оригиналното си заглавие („Сиера Леоне тайно провежда първия президентски вот, задвижен от блокчейн“) на „одитиран с блокчейн“ — добре документиран случай, в който медийният ажиотаж около блокчейн гласуването изпреварва реалността.

Локални и консултативни експерименти: Цуг, Цукуба, Южна Корея

Град Цуг в Швейцария, познат като „Крипто долината“, провежда от 25 юни до 1 юли 2018 г. първото в швейцарската история консултативно гласуване с блокчейн, отворено за притежателите на общинската блокчейн-базирана дигитална самоличност „Zug ID“ (изградена с технологията uPort, в сътрудничество с Университета за приложни науки в Люцерн); по нискостепенни, необвързващи местни въпроси — например дали да има фойерверки на градския празник.^[21] Кметът на Цуг Долфи Мюлер определя опита като изследователски, заявявайки, че блокчейн евентуално би могъл да се ползва за истински гласувания „след пет или десет години“.^[22]

Град Цукуба в Япония провежда през септември 2018 г. блокчейн гласуване за избор на местни „проекти за обществен принос“ за финансиране, като идентификацията минава през националната лична карта, поднасяна на четец; кметът Тацуо Игараши публично хвали лекотата на използване.^[23] На практика обаче внедряването среща сериозни проблеми с удобството — част от гласоподавателите забравят паролата, необходима в допълнение към картата, и не могат да гласуват, а след подаване на глас интерфейсът дава почти никаква обратна връзка, оставяйки участниците несигурни дали гласът им изобщо е регистриран.^[24]

В края на ноември 2018 г. южнокорейската Национална избирателна комисия, съвместно с Министерството на науката и ИКТ, обявява пилотен проект за блокчейн онлайн гласуване — замислен да замести по-ранната (от 2013 г.) платформа K-voting, срещнала опасения за хакерски атаки и измами — чрез събиране на отговори за анкети, провеждани от Блокчейн обществото на Сеулския национален университет и Корейската агенция за интернет и сигурност. Комисията заявява, че ще реши за официална употреба едва след като види резултатите от пилота.^[25]

САЩ: Западна Вирджиния и окръг Юта

На президентските избори през ноември 2018 г. щатът Западна Вирджиния тества мобилното приложение Voatz, изградено върху permissioned блокчейн, за гласоподаватели зад граница, включително военнослужещи в активна служба; 144 души в крайна сметка гласуват през приложението, от 30 държави (включително зони на активни бойни действия като Афганистан) и 24 от 55-те окръга на щата.^[26] Професор от Станфордския университет коментира пилота, отбелязвайки, че блокчейнът адресира само един тесен аспект от сигурността на гласуването — създаването на незаличим запис — но не и по-трудните проблеми.^[27] WikiB има отделна, по-подробна статия за конкретните уязвимости на Voatz: Voatz: уязвимостите на мобилното блокчейн гласуване в САЩ.

Окръг Юта, щата Юта, тества Voatz от 2019 г. за военни гласоподаватели, а по-късно разширява достъпа до хора с увреждания; до октомври 2020 г. системата е използвана в пет избора, включително подаването на това, което е отразено като първия блокчейн глас за президент на САЩ на общи избори — от личен мобилен телефон.^[28] Местен депутат повдига възражения по киберсигурността, позовавайки се на експерти, определили обезопасяването на мобилни устройства за гласуване като „невъзможно“.^[29]

Естония: разсейване на мит

Естония е известна с най-дълго действащата в света система за интернет гласуване (от 2005 г.) и с широкото си използване на блокчейн технология в държавната администрация — което поражда широко разпространено погрешно предположение, че страната гласува с блокчейн. Официалната страница на естонската избирателна администрация описва системата за интернет гласуване като базирана на конвенционална криптография с публичен ключ, цифрови подписи, времеви печати и централизиран сървър за събиране на гласове, при който ключът за отваряне на гласовете се пази единствено от Националната избирателна комисия — без нито едно споменаване на блокчейн технология.^[30]

Реалният блокчейн на Естония — инфраструктурата KSI (Keyless Signature Infrastructure) — гарантира целостта на административни регистри: здравните досиета, електронната рецептурна база данни, електронните правни и съдебни системи, кадастъра и официално публикуваните закони в Riigi Teataja. Това е приложение за цялост на данни, отделно от и неизползвано в изборната система за интернет гласуване.^[31]

Гласове от индустрията

Създателят на Ethereum Виталик Бутерин публично заявява в туит от 25 май 2021 г., споделен заедно със статия за заплахите на блокчейн гласуването за демократичните процеси, че „блокчейн гласуването е надценено сред неинформираните хора, но подценено сред информираните“ — реплика, широко цитирана в индустриалната преса.^[32]

Значение

Към момента нито една държава не е използвала блокчейн гласуване за обвързващи национални избори. Всички документирани реални случаи са малки по мащаб, изрично необвързващи или консултативни (Цуг, Цукуба, южнокорейският пилот), ограничени до конкретна категория гласоподаватели с паралелна хартиена следа (Западна Вирджиния, окръг Юта), или — както показва Москва — съпроводени с документирани, независимо потвърдени пробиви в сигурността точно в частите, за които технологията би трябвало да предложи най-силна гаранция.

Експертният консенсус — от академичното изследване на MIT и Харвард, през доклада на Националната академия на науките, до съвместната оценка на CISA и партньорски агенции — е необичайно единен за технологична тема: блокчейн не решава фундаменталните проблеми на дистанционното гласуване (злонамерен софтуер на устройството на избирателя, натиск и купуване на гласове, надеждна автентикация на самоличността), а публичната проверимост, която е основната му привлекателна черта, е в директен конфликт с тайната на вота. Случаят със Сиера Леоне и погрешното схващане за Естония показват и колко лесно медийният разказ за блокчейн гласуването изпреварва документираната реалност.

Доказателства към твърденията

1. Going from bad to worse: from Internet voting to blockchain voting (Park, Specter, Narula, Rivest; Journal of Cybersecurity, Oxford Academic, 2021)
   Journal of Cybersecurity, кн. 7(1), 2021

   Централно заключение на изследването.

   Отвори източника
2. Going from bad to worse: from Internet voting to blockchain voting (Park, Specter, Narula, Rivest; Journal of Cybersecurity, Oxford Academic, 2021)
   Journal of Cybersecurity, кн. 7(1), 2021

   Конфликт между публична проверимост и тайна на вота.

   Отвори източника
3. Going from bad to worse: from Internet voting to blockchain voting (Park, Specter, Narula, Rivest; Journal of Cybersecurity, Oxford Academic, 2021)
   Journal of Cybersecurity, кн. 7(1), 2021

   Защо криптографски решения не спират физическия натиск.

   Отвори източника
4. Going from bad to worse: from Internet voting to blockchain voting (Park, Specter, Narula, Rivest; Journal of Cybersecurity, Oxford Academic, 2021)
   Journal of Cybersecurity, кн. 7(1), 2021

   Проблемът с централизирано доверие при затворени вериги.

   Отвори източника
5. How Blockchain Voting Systems Work: A Technical Breakdown (Everstake)
   Блог статия

   Индустриално описание на техническия механизъм.

   Отвори източника
6. How Blockchain Voting Systems Work: A Technical Breakdown (Everstake)
   Блог статия

   Твърдяна полза за гласоподаватели зад граница.

   Отвори източника
7. The Myth of "Secure" Blockchain Voting (David Jefferson, Verified Voting)
   Verified Voting, 2020

   Блокчейнът не защитава срещу зловреден софтуер на устройството.

   Отвори източника
8. The Myth of "Secure" Blockchain Voting (David Jefferson, Verified Voting)
   Verified Voting, 2020

   Липса на проверима хартиена следа.

   Отвори източника
9. Securing the Vote: Protecting American Democracy (National Academies Press, 2018)
   Глава 7

   Пряка позиция на доклада относно блокчейн.

   Отвори източника
10. Securing the Vote: Protecting American Democracy (National Academies Press, 2018)
    Глава 7, Препоръка 5.11

    Обща препоръка срещу интернет гласуване.

    Отвори източника
11. Feds Warn States That Online Voting Experiments Are 'High-Risk' (NPR)
    Съвместна оценка, май 2020 г.

    Федерална оценка на риска.

    Отвори източника
12. Breaking the Encryption Scheme of the Moscow Internet Voting System (Gaudry, Golovnev)
    FC20 препринт

    Основната академична статия за пробива в Москва 2019.

    Отвори източника
13. Breaking the Encryption Scheme of the Moscow Internet Voting System (Gaudry, Golovnev)
    FC20 препринт

    Първият пробив — факторизиране на ключа.

    Отвори източника
14. Breaking the Encryption Scheme of the Moscow Internet Voting System (Gaudry, Golovnev)
    FC20 препринт

    Вторият пробив — липса на семантична сигурност.

    Отвори източника
15. Officials deny another critical vulnerability in Moscow's online voting system, as they secretly patch the issue (Meduza)
    Медуза, 29 август 2019 г.

    Реакция на московските власти и коментар на изследователя.

    Отвори източника
16. Moscow's online voting system has some major vulnerabilities, allowing votes to be decrypted before the official count (Meduza)
    Медуза, 2 юли 2020 г.

    Пробивът със споделения ключ при референдума през 2020 г.

    Отвори източника
17. Moscow's online voting system has some major vulnerabilities, allowing votes to be decrypted before the official count (Meduza)
    Медуза, 2 юли 2020 г.

    Оценка на разработчика Дмитрий Честних.

    Отвори източника
18. Sierra Leone government denies the role of blockchain in its recent election (TechCrunch)
    TechCrunch, 19 март 2018 г.

    Официалното отрицание на избирателната комисия.

    Отвори източника
19. The Sierra Leone Vote: What We Got Wrong (CoinDesk)
    CoinDesk, 26 март 2018 г.

    Реалният, ограничен обхват на участието на Agora.

    Отвори източника
20. The Sierra Leone Vote: What We Got Wrong (CoinDesk)
    CoinDesk, 26 март 2018 г.

    Признание на оперативния директор на Agora.

    Отвори източника
21. Swiss blockchain voting platform begins trial (SWI swissinfo.ch)
    SWI swissinfo.ch, юни 2018 г.

    Начало на пилота в Цуг.

    Отвори източника
22. 'Crypto Valley' Zug to trial blockchain voting (SWI swissinfo.ch)
    SWI swissinfo.ch, 2018 г.

    Цитат от кмета на Цуг Долфи Мюлер.

    Отвори източника
23. In a First, Japanese City Deploys Online Blockchain Voting System (CCN)
    CCN, септември 2018 г.

    Пилотът в Цукуба и реакцията на кмета Тацуо Игараши.

    Отвори източника
24. Tsukuba Having Problems implementing Blockchain Voting
    crypto-news.net, 2018 г.

    Проблеми с удобството при пилота в Цукуба.

    Отвори източника
25. South Korea will trial a blockchain-based voting system (The Next Web)
    The Next Web, 28 ноември 2018 г.

    Южнокорейският анкетен пилот.

    Отвори източника
26. West Virginia says 144 people voted using mobile blockchain app (StateScoop)
    StateScoop, ноември 2018 г.

    Крайни числа от пилота в Западна Вирджиния.

    Отвори източника
27. West Virginia to offer mobile blockchain voting app for overseas voters in November election (The Washington Post)
    The Washington Post, 10 август 2018 г.

    Коментар на професор Дейвид Дил от Станфордския университет.

    Отвори източника
28. Utah County Makes History With Presidential Blockchain Vote (Government Technology)
    Government Technology, 20 октомври 2020 г.

    Твърдение за първия блокчейн президентски глас.

    Отвори източника
29. Cast your next vote by phone? Utah lawmakers approve pilot proposal (Deseret News)
    Deseret News, 20 ноември 2020 г.

    Възражение на депутат по киберсигурността.

    Отвори източника
30. Introduction to i-voting (Elections in Estonia, официален сайт)
    Официална страница на i-voting

    Официалното описание на естонската система не споменава блокчейн.

    Отвори източника
31. Fighting fake news with blockchain (e-Estonia, официален правителствен портал)
    e-Estonia, официален портал

    Реалната употреба на блокчейн в Естония е за цялост на регистри, не за гласуване.

    Отвори източника
32. Twitter round-up: Vitalik Buterin's tweet on blockchain-based voting threatening democracy (Electronic Payments International)
    Туит, 25 май 2021 г.

    Публична позиция на създателя на Ethereum.

    Отвори източника