新技术的改进可能很快使基于区块链的投票成为选举中纸质选票的可行替代方案。Layer-2 (L2) 网络解决方案结合零知识 (ZK) 证明，可以提供使用区块链技术进行选举所需的可扩展性和隐私性。ZK 证明是一种在不透露实际底层信息的情况下证明区块链交易输入的方法。在选举中，这可能涉及选民身份。L2 旨在让网络扩展以容纳大量选民和信息。尽管有几次小规模探索基于区块链的投票，但一些人已将该技术视为不可行的解决方案，认为它可能会给选举带来新问题，而不是解决现有问题。值得注意的是，美国国家科学院、工程院和医学院在2018年的一份共识研究报告中拒绝使用任何基于互联网的选举技术：
“互联网投票不应在未来使用，除非开发并实施非常强大的安全性和可验证性保证，因为没有已知技术能保证通过互联网传输的标记选票的保密性、安全性和可验证性。”
纸质选票与区块链电子投票
选举仍然深深植根于模拟领域，纸质选票仍是常态。然而，2024年委内瑞拉总统选举的有争议结果表明即使是纸质系统也无法避免操控的指控。
此外，在2020年美国总统选举之后，总统特朗普多次声称选举被操控。这些指控在社交媒体上的传播削弱了公众对美国民主选举制度的信任。
致力于保护美国公平选举的非营利、无党派组织Verified Voting告诉Cointelegraph，尽管“2020年是选举安全的分水岭”，但证据、审计和调查支持了选举结果。它得出结论，当前的纸质选举系统运作良好。手工标记的纸质选票是最安全的投票形式。
该非营利组织声称，互联网投票极易受到一系列网络安全威胁，这可能危及投票的完整性，使投票篡改无法检测或使选举服务器面临黑客攻击。然而，新技术正在解决这些问题。
然而，ZK社交平台Rarilabs的联合创始人兼选举区块链解决方案Freedom Tool的创始人Lasha Antadze表示，许多关于区块链投票的假设已经过时。他告诉Cointelegraph，批评者没有考虑到有效的ZK证明和L2的到来，这可能通过保护过程免受操控和操控指控来显著提高选举安全性。区块链投票工具，如Freedom Tool，让公民可以使用智能手机投票。为了确保真实性，用户必须将护照或身份证件的生物识别芯片放在手机附近，以验证其身份、国籍和年龄。一旦满足这些要求，用户可以投票，交易将被记录在区块链上以注册投票。
将个人身份和政治倾向与开放区块链联系在一起似乎不明智。然而，Antadze指出，“ZK加密技术阻止了应用程序上的投票和身份证件之间的关联。”一旦智能合约检查投票参数是否满足，就会使用ZK证明验证创建一个不包含标识符或与个人信息相关的唯一令牌证明。
一个常见的ZK证明漏洞是其依赖于黑客可能攻击的集中服务器。然而，自2022年左右以来，新的技术更新使得在较小的智能手机处理器上进行ZK验证成为可能。
Antadze表示，由于这一新发展，可以提供一个完全分散的架构，抵御黑客攻击，因为不会有单一的攻击点。
任何选举系统的另一个关键要求是审计选举过程的能力。系统必须能够在任何指控或争议的情况下证明其完整性和准确性。
Verified Voting断言，最安全、最值得信赖的选举程序涉及使用经过认证的机器统计的纸质选票，并随后通过风险限制审计验证选举结果。
Mohammad Hajian Berenjestanaki，博尔扎诺自由大学的博士研究员和2024年研究的共同作者，告诉Cointelegraph，区块链具有“增强投票可审计性的潜力，与民主选举的基本要求非常契合。”他说，缺乏中央权威使得区块链“特别适合选举过程。”
然而，Berenjestanaki指出，这种透明性有一个问题：增强投票的可听性可能会使保持其私密性变得复杂。他说，“ZK-rollups确保在不披露敏感信息的情况下保持隐私，同时允许验证投票。”
Verified Voting承认区块链可以在接收到投票后保护信息。然而，它指出了一个显著的缺陷：在投票进入区块链之前，存在链下威胁的可能性。
存在身份欺诈的风险——即欺诈者使用他人的文件进行投票。为减轻这一风险，Antadze建议一种解决方案，即设备可以从身份证中提取照片，并实时验证持有智能手机的人的面部，以确保选民确实是文件的所有者。
至于可访问性，从智能手机投票为难以进入实体投票站的人提供了优势，但也可能排除某些群体，如可能发现新技术解决方案具有挑战性的老年人或无法负担智能手机的低收入公民。Antadze建议可以使用传统投票方法与电子投票相结合，以确保每个人都能投票。
Antadze强调，基于区块链的投票可以降低成本。在美国，联邦选举估计成本超过20亿美元。Antadze认为，显著的成本节约潜力可能是国家考虑采用区块链技术进行选举的一个有力因素。
区块链的可扩展性与选举
选举通常在短时间内进行——一两天——并且可以大规模进行，计数数百万张选票。在美国，大约有2.62亿合格选民，管理如此大量的信息对任何数字系统都是一个挑战。对于区块链技术尤其如此，可扩展性一直是一个难题。
在美国选举的背景下，区块链需要至少每秒3,009笔交易的容量来处理这一数量，21Shares的副总裁兼数字资产负责人Eliézer Ndinga在接受Cointelegraph采访时说道。
比特币和以太坊等区块链面临饱和问题，导致交易处理缓慢且成本高昂。在严重情况下，像Solana这样的网络甚至经历过中断。
L2解决方案旨在通过处理一些链下交易来缓解主区块链的拥堵。它们的目标是减少与主区块链相关的流量和成本。
Horizen Labs的联合创始人兼首席执行官Rob Viglione告诉Cointelegraph，L2解决方案可以每秒处理数千笔交易。然而，他认为，拥有数百万选民的全国性选举“可能会使即使是最先进的L2网络也饱和。”
Viglione建议专门为投票提供一个L2解决方案可能是一种方法。这个定制的L2解决方案将针对选举进行优化，可能提供比通用L2更好的可扩展性和安全性。
L2区块链Plume的创始人兼首席执行官Chris Yin告诉Cointelegraph，以太坊L2解决方案理论上可以在24小时内处理数百万笔交易，使其成为大规模选举的可行选择。
Yin认为，L2必须高度优化才能成功处理大规模选举。像批量投票这样的技术，其中多个交易被捆绑在一起（如ZK-rollups），可以帮助减少整体负载并提高效率。
Matter Labs的首席执行官Alex Gluchowski告诉Cointelegraph，在最坏的情况下，如果L2解决方案饱和，网络将经历延迟，交易可能需要更长时间才能确认，这可能会让选民感到沮丧。然而，他强调，“即使网络饱和，选举的完整性也不会受到影响。”
Gluchowski表示，所有当前的L2都需要显著提高其抗审查属性，才能使选举用例成为现实。Rollups需要达到成熟阶段，rollup完全由智能合约管理，欺诈证明系统变得无许可，Gluchowski说。
由于最近的技术进步，基于区块链的选举可能即将到来。然而，信任仍然是一个关键的人为因素，可能会延迟广泛采用。研究员Berenjestanaki强调，实施区块链选举应逐步进行：建立公众对技术的信任将是关键。这需要公众教育、透明的试点项目以及可能的分阶段采用方法，最初数字系统是对传统纸质选票的补充而不是替代。
区块链技术已经在美国选举中进行了测试。2018年，西弗吉尼亚州实施了一项试点计划，使用基于区块链的移动应用程序Voatz，允许部署的军人和海外选民在线投票，解决缺席投票的挑战。
然而，由于投票过程的透明度问题，该计划面临争议。为了使基于区块链的电子投票协议成功并获得公众信任，它们需要更有效地解决这些透明度问题。