选举投票区块

MIT最新研究显示：美国中期选举的投票软件可篡结果

选举投票线上化后，公正透明如何保证？...

近日，麻省理工学院的研究，人员在 2018 年西弗吉尼亚州中期选举使用，的移动投票应用程序 Voatz 中发现了安全漏洞。黑客可以通过，远程访问更改、停止用户的投票。此外，研究人员还发现，Voatz 利用第三方供应商进行，选民身份验证，给用户带来潜在，的隐私问题。

Voatz 是一个总部位于美国波士顿，的区块链移动投票平台，利用区块链来解决，与选举基础设施有关的问题，确保投票过程安全，并且可审计。Voatz 曾在 2018 年西弗吉尼亚州的选举，以及丹佛市、俄勒冈州和犹他州的，选举中使用。通过区块链技术可以让当地，选民以安全可靠的方式远程参与选举，补全缺席投票的遗憾。

而这份研究报告提出的，漏洞，不得不让我们重新审视，选民结果的真实性、透明性。

近年来，人们越来越关注使用互联网和移动，技术来增加对投票过程的访问。但计算机安全专家却警告说，纸票是唯一安全，的投票手段。

现在，麻省理工学院的研究人员针对，投票环节提出新的担忧，在论文《The Ballot is Busted Before the Blockchain:A Security Analysis of Voatz, the First Internet Voting Application Used in U.S. Federal Elections》，研究人员发现了 2018 年西弗吉尼亚州中期选举使用，的移动投票应用程序中的安全漏洞。

根据美国宪法，美国总统选举，每四年举行一次，国会选举每两年举行一次。其中一次国会选举与四年一度的，总统选举同时举行，而另一次则在总统，任期之间举行。在总统任期之间，举行的国会选举，就是“中期选举”。

2018年11月6日，美国中期选举国会参众两院投票，结果陆续出炉，两党各自欢呼「重大胜利」。民主党时隔8年之后重夺，众议院多数党地位，而共和党则巩固了参议院，多数党地位。

这项研究是在，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）的首席研究科学家，互联网政策研究计划，的创始主任丹尼尔·韦茨纳（Daniel Weitzner）的指导下进行的；主要作者包括麻省理工学院电气工程，与计算机科学系（EECS）的研究生 Michael Specter 和麻省理工学院的互联网政策研究计划的成员，以及 EECS 研究生的 James Koppel 。

他们通过对名为 Voatz 的应用程序的安全性分析，发现，该程序的漏洞能够让，攻击者任意篡改、停止或公开用户，的投票行为。此外，研究人员发现，Voatz 利用第三方供应商进行，选民身份验证，给用户带来潜在，的隐私问题。

鉴于对选举安全问题，的敏感性日益提高，并且由于担心潜在的，报复行为，研究人员通，知了国土安全部（DHS），并通过其网络安全和，基础设施安全局（CISA）匿名协调披露。

在公开宣布该研究之前，研究人员已收到供应商，对漏洞的确认，尽管相关机构对问题，的严重性存有争议，但似乎证实了边信道漏洞和pin，码问题的存在。研究人员还直接与受，影响的选举官员进行了交谈，以减少损害任何选举程序，的可能性。

研究人员表示，这些发现强调了投票，系统设计中需要透明性。「我们都对增加投票，机会感兴趣，但是为了保持人们对，选举系统的信任，我们必须确保投票系统在投入，使用之前就符合高技术和操作安全标准。」Weitzner 说。

「安全专家的共识是，今天不可能通过互联网进行安全，的选举。」Koppel 补充说。「理由是，大型链中任何地方的弱点都可能带来对，选举的不当影响，而今天的软件很不稳定，存在很大的风险。」

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Voatz什么来头

Voatz 是一个总部位于美国波士顿，的区块链移动投票平台。作为一个移动投票平台，Voatz 公司将区块链技术与，生物技术相结合，确保投票过程安全，并且可审计。2018 年 Voatz 宣布获得了一笔 220 万美元的种子轮融资。

2019 年 10 月 18 日，非营利性组织 Tusk Philanthropies 宣布与美国俄勒冈州的 Jackson 和 Umatilla 县建立伙伴关系，以试点移动选举投票平台 Voatz。

该试点项目通过区块，链和面部识别技术，为符合条件的选民提供使用智能，手机投票的机会。

此前，西弗吉尼亚州是首个通过 Voatz 平台在联邦选举中提供区块链，移动投票的州。除了在 2018 年西弗吉尼亚州的选举，中使用外，该应用程序还部署在丹佛、俄勒冈州和犹他州，的选举中，以及在 2016 年马萨诸塞州民主大会和 2016 年犹他州共和党，大会上使用。在 2020 年的爱荷华州预选赛，中未使用 Voatz。

2019 年 5 月，美国丹佛市计划在市政选举中使用区块链，系统记录和跟踪选票。丹佛市宣布将与 Tusk Philanthropies 和 Voatz合作，实施一项试点计划，允许海外选民、现役军人及其合格家属使用基于区块链的，智能手机应用程序投票。

美国国家网络安全中心（NCC）也参与了该试点项目。NCC CEO Vance Brown 表示，「基于区块链的选举应用，提供了安全、可审核、透明和准确的点票服务，有助于提高整个选举，流程的完整度。」他补充说，如果这种技术被，证明是有效的，可能将在美国普遍使用。

除了应用于移动选举，Voatz 还用于人口普查。

2019 年 12 月 10 日，以移动为重点的投票和，公民参与平台 Voatz 宣布参加美国人口普查局，的技术演示日。这也意味着 Voatz 将以数字方式进行人口普查。

Voatz 是 Redfin 和 Visa 等公司的 15 个创新项目之一，旨在通过创造性地吸引难以，计数的人群，弥合数字鸿沟并帮助推动 2020 年人口普查来支持，即将到来的人口普查。

该项目是政府机构，技术公司和非政府组织，之间名为「机会项目」的合作工作的一部分，该合作项目将开放数据转换，为解决实际问题的用户友好型工具。

Voatz 演示了美国人口普查局如何从最近的移动，投票试验中学习，以增加普查输入的可，访问性，同时还增强身份，和数据安全性。

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研究显示：易受多重攻击

尽管 Voatz 没有对其安全模式进行公开，的正式描述，但该公司声称，选举安全和完整性得到了，技术保障，比如区块链、生物识别、mixnet 、硬件支持秘钥存储等。然而研究人员却发现 Voatz 缺乏能够保护选民和，选举完整性的关键特征。

研究显示， Voatz 容易受到多种攻击可能影响选举公正性

为了更好理解系统如何运行，三位研究人员针对，安卓系统的 Voatz 应用进行逆向工程。为了确保它们不会干扰即将举行的选举，或公开用户文件，他们创建了 Voatz 服务器的模型。

研究对象系基于安卓 9 的最新版本，研究内容包括注册登记、选民识别以及投票，等互动环节。

研究人员使用了两台，智能手机，一台是运行安卓系统 9 的 Pixel 2 XL，支持 Voatz 系统；另一台是不支持投票，应用程序小米 4i。

为了将控制重定向到研究，人员的服务器，他们对应用程序的控制流，做一些小更改，并将这些修改控制在了最低，限度范围内。

从设备上看到的 Voatz 的工作流程

Voatz 组件和外部设备之间，的数据流，虚线部分表示确实存在，但不可直接观察到。

研究人员在服务器上重现用户注册的全过程

从实验环境看到的投票者注册验证环节

在模拟选举过程中，可以通过后台看到投票的全过程

研究过程中，研究人员虽然观察到 Voatz 采用了一系列技术手段，比如第三方病毒扫描服务，并使用加密的数据库以保护本地，存储的敏感数据。

但更为重要的是，研究人员通过扮演三类，攻击者：

获得用户设备，控制权的攻击者；
已控制voatz的，api服务器的攻击者；
针对网络传输的攻击者，能截获投票者设备和api服务器之间，的所有网络活动，但对投票者和voatz的系统没有关键资料，或其他访问权限。

可以不同程度地访问，投票网络流程的各个部分，分别对客户端、服务器以及网络对手，进行攻击实验，研究发现 Voatz 缺乏能够保护选民和，选举完整性的关键特征。

首先，可以远程访问该设备的，对手可以更改或发现用户的投票，如果服务器被篡改，可以轻松更改这些投票。应用程序协议似乎并未尝试通过区块链，来验证真实投票。

「我们发现，您的 ISP 或附近的人（如果您未加密）的 Wi-Fi ，可以跟踪您在某些选举配置中，的投票方式。最具攻击性的恶意软件可能会检测到，您将如何投票，然后仅凭此，就可以停止连接。」研究人员表示。

其次，研究人员还发现该应用程序对用户的，隐私构成了问题。

当应用程序使用外部提供商，进行选民 ID 验证时，如果提供商的平台不安全，则第三方可能会访问选民，的照片，驾驶执照数据或其他，形式的身份证明。

外部合作伙伴使用 Voatz 来识别和验证选民对用户构成了，潜在的隐私问题。

论文发表后，不少学者表示这种分析，非常重要，特别是在当下——为了让投票更容易，人们开始努力借助在线，和移动投票系统。核心问题在于，有时系统并不是由那些具备维护投票系统安全性，经验的人创建的。

这份研究至少警告软件开发人员需要证明他们的，系统像纸一样安全，易言之，这类系统最大的问题，正是透明度。

当选举的一部分，是不透明的，不可见的，不公开的并且具有，某种专有元素时，该系统的相应部分就应该被，质疑和检视。

一些安全专家甚至认为，今天不可能进行安全可靠的，在线选举。