新颖改进的技术有望让基于区块链的投票成为选举中纸票的有力替代品。二层（L2）网络解决方案与知情零知识（ZK）证明相结合，可以提供进行区块链技术选举所需的可扩展性和隐私。

ZK证明是一种在不透露实际水下信息的情况下证明区块链交易输入的方法。在选举的情况下，这可能涉及选民身份。L2的目标是使网络能够扩展以容纳大量选民和信息。

尽管已经进行了几项基于区块链的投票的小规模探索，但有些人认为这项技术不太可能是可行的解决方案，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、工程科学院和医学院2018年的一份共识研究报告驳回了任何互联网技术在选举中的使用：

“在获得非常强大和安全性的保证并实施之前，未来不应使用互联网投票，因为没有任何已知技术可以保证通过互联网传输的标记选票的秘密性、安全性和可验证性。”

纸质选票与基于区块链的电子投票

选举仍深深扎根于模拟领域，纸质选票仍然是常态。然而，2024年委内瑞拉总统选举的结果令人质疑，即使纸质系统也可能免受操纵的指控。

此外，美国2020年总统选举之后，前总统唐纳德·特朗普反复声称选举被操纵。这些指控在社交媒体上的放大破坏了美国公众对民主选举制度的信任。

致力于保护公平美国选举的非营利组织Verified Voting告诉Cointelegraph，尽管“2020年是选举安全的分水岭”，但证据、审计和调查都证实了选举结果。它得出结论，当前的基于纸的选举系统有效地运作。

该非营利组织声称，互联网投票非常容易受到各种网络安全威胁的影响，这些威胁可能会危及选票的诚信，允许无法检测到的投票篡改，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，根据Rarilabs ZK社交平台和Freedom Tool选举区块链解决方案的联合创始人Lasha Antadze的说法，许多关于区块链投票的假设已经过时。

他对Cointelegraph说，批评者没有考虑到有效的ZK证明和L2的到来，这些都可以通过屏蔽过程来防止操纵和作弊指控，从而极大地提高选举安全。

像Freedom Tool这样的区块链投票工具让公民可以用智能手机投票。为了确保真实性，用户必须将护照或身份证件中的生物特征芯片靠近他们的手机，以验证他们的身份、国籍和年龄。一旦满足这些要求，用户就可以投票，该交易将记录在区块链上以登记选票。

将身份和政党隶属关系交织在一个公开的区块链上可能看起来并不聪明。然而，Antadze指出，“ZK密码学阻止了投票应用和身份证件的相关性。” 一旦智能合约检查投票参数得到满足，就会使用ZK证明验证创建一个唯一的令牌证明，其中不包含任何标识符或个人信息的链接。

一个常见的ZK证明漏洞是它依赖于集中式服务器，黑客可以针对它们。然而，自2022年以来，新的技术更新使得在较小的智能手机处理器上执行ZK验证成为可能。

Antadze说，得益于这一新发展，可以利用完全分散的架构提供防黑客攻击，因为没有单一攻击点。

任何选举系统的另一个关键要求是能够审计选举过程。该系统必须能够在出现任何指控或争议的情况下证明其诚信和准确性。

感觉我们需要一种更好的方式来审计选举。

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Verified Voting断言，最安全、最值得信赖的选举程序是使用由认证机器计票的纸质选票，随后通过风险有限的审计进行验证以确认选举结果。

博尔扎诺自由大学的研究生、2024年基于区块链电子投票系统研究的合著者穆罕默德·哈吉安-贝雷尼热斯坦尼告诉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相吻合。” 他说，没有中央权威的区块链特别适合选举过程。

然而，贝雷尼热斯坦尼指出，这种透明度的一个副作用是：增强投票的可审计性可能会使保持隐私的努力复杂化。他说，“ZK-rollups在维护隐私的同时，允许验证投票而无需披露敏感信息。”

Verified Voting承认，区块链可以在投票接收后保障信息的安全。然而，它指出一个重大缺陷：在投票进入区块链之前，存在链下威胁的风险。

有一种风险是身份证欺诈——即欺诈者使用他人的文件进行投票。为了减轻这种风险，Antadze提出了一个解决方案，其中某个设备可以从身份证中提取照片，并实时将其与手持智能手机的面部进行实时验证，以确保投票者确实是文件的所有者。

至于可及性，从智能手机上进行投票为那些难以到达实体投票点的个人提供了便利，但这也可能将某些群体排除在外，例如可能发现新技术解决方案具有挑战性的老年人和无法承担智能手机费用的低收入公民。Antadze建议，可以将传统投票方法与电子投票相结合，以确保所有人都能投票。

Antadze强调，基于区块链的投票可以降低成本。在美国，联邦选举的成本估计超过20亿美元。Antadze认为，重大成本节省的潜力可能是各国考虑采用区块链技术进行选举的有力因素。

区块链的可扩展性与选举

选举通常在短时间内——一两天——举行，并可能规模庞大，处理数百万张选票。 在美国，约有2.62亿有资格的选民，管理这么大的信息量对任何数字系统来说都是一项挑战。 对区块链技术来说，特别是，可扩展性一直是一个难题。

在美利坚合众国的选举背景下，据21Shares副总裁和数字资产负责人Ndinga告诉Cointelegraph，区块链需要至少每秒处理3,009笔交易的能力。

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。在最严重的情况下，如Solana这样的网络甚至经历了中断。

二层解决方案旨在通过在链下处理一些交易来缓解主区块链的拥堵。它们的目的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Viglione告诉Cointelegraph，二层解决方案每秒可以处理数千笔交易。然而，他认为针对数百万选民的大规模选举可能会“饱和甚至最先进的二层网络”。

李萌，L2区块链Plume的创始人兼首席执行官，告诉Cointelegraph，理论上，以太坊L2解决方案可以在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项。

尹认为，二层必须高度优化以成功处理大规模选举。批投票等技术，将多笔交易捆绑在一起（如ZK-rollups），可以帮助减少总体负载并提高效率。

Matter Labs的首席执行官gluchowski告诉Cointelegraph，在最坏的情况下，如果二层解决方案饱和，则网络会延误，交易确认可能需要更长的时间，这可能会激怒选民。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，所有当前二层都需要在审查时大幅提高其审查阻力属性，才能使选举用例成为现实。Gluchowski说，rollups需要到达成熟阶段，使rollup完全由智能合约管理，欺诈证明系统成为无需许可的。

随着最近技术进步，基于区块链的选举可能即将到来。然而，信任仍然是可能延缓广泛采用的关键人类因素。研究员Berenjestanaki强调，逐步实施区块链到选举中是可取的方法：

区块链技术已经在美国选举中进行了测试。2018年，西弗吉尼亚州推出了一项试点计划，使用基于区块链的移动应用Voatz，允许外派军事人员和海外选民在线投票，解决缺席投票挑战。

但是，该计划因投票过程的缺乏透明度而引发争议。为了使基于区块链的电子投票协议取得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。