[論文レビュー] Blockchain Based Secured E-voting by Using the Assistance of Smart Contract

Kazi Sadia, Md Masuduzzaman+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 30, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 10被引用数 13

ひとこと要約

本論文は、ブロックチェーンとスマートコントラクトを活用した完全分散型電子投票システムを提案し、票の整合性、投票者のプライバシー、透明性を確保する。第三者の仲介者を排除し、スマートコントラクトでルールを強制することで、票の改ざん、強制、重複投票を防ぎつつ、検証可能で改ざん不能かつ効率的な投票を実現し、エンドツーエンドの監査可能性を提供する。

ABSTRACT

Voting is a very important issue which can be beneficial in term of choosing the right leader in an election. A good leader can bring prosperity to a country and also can lead the country in the right direction every time. However, elections are surrounds with ballot forgery, coercion and multiple voting issues. Moreover, while giving votes, a person has to wait in a long queue and it is a very time consuming process. Blockchain is a distributed database in which data are shared with the participant of the node and each participant holds the same copy of the data. Blockchain has properties like distributed, pseudonymous, data integrity etc. In the paper, a fully decentralized evoting system based on blockchain technology is proposed. This protocol utilizes smart contract into the evoting system to deal with security issues, accuracy and voters privacy during the vote. The protocol results in a transparent, non editable and independently verifiable procedure that discards all the intended fraudulent activities occurring during the election process by removing the least participation of the third party and enabling voters right during the election. Both transparency and coercion are obtained at the same time.

研究の動機と目的

• 従来の電子投票システムに内在する深刻な脆弱性、すなわち票の改ざん、強制、重複投票を是正すること。
• 中央集権的な当局に依存しない完全分散型投票アーキテクチャを実現することで、中央集権的管理の排除。
• エンドツーエンドの検証可能性と監査可能性を維持しつつ、投票者のプライバシーを確保すること。
• ブロックチェーンの改ざん不能性とスマートコントラクトのルール強制機能を活用し、投票プロセスの自動化とセキュリティ強化。
• 不正行為に耐性があり、改ざん不能で独立して検証可能な透明な選挙メカニズムを提供すること。

提案手法

• システムは、参加者全員がアクセス可能な分散型で改ざん不能なレジストリに票を記録する許可型ブロックチェーンを採用。
• スマートコントラクトをブロックチェーン上にデプロイし、投票ルールの強制、投票資格の検証、票の自動集計を実行。
• 各投票者には、身元を明かさずに認証可能な固有の暗号的アイデンティティが割り当てられる。
• 票は暗号化されブロックチェーンに保存され、機密性を保ちつつ、集計プロセスの公開検証を可能にする。
• 個別検証と包括的検証の両方をサポートし、投票者が自分の票が正しく記録されたことを確認できる。
• 中央集権的管理の排除により、攻撃面が縮小され、単一障害点の防止が実現。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーンベースの電子投票システムは、投票者のプライバシーを保ちつつエンドツーエンドの検証可能性を確保できるか？
• RQ2 中央集権的監視なしに、スマートコントラクトをどのようにして投票ルールの強制と不正防止に活用できるか？
• RQ3 分散化は、電子投票システムのセキュリティと信頼性をどの程度向上させるか？
• RQ4 透明性を保ちつつ、強制を防止し、票の整合性を確保できるか？
• RQ5 ブロックチェーンとスマートコントラクトの統合により、票の不正挿入や重複投票といった一般的な電子投票の脆弱性はどのように排除できるか？

主な発見

• 提案されたシステムは完全な分散化を達成し、投票プロセスにおける信頼できる中央機関の必要性を排除した。
• スマートコントラクトにより、人為的介入なしに、定められたルールに従って正確に票が集計される。
• システムは個別検証と包括的検証の両方を提供し、投票者が自分の票が正しく記録・集計されたことを確認できる。
• 投票者の身元を特定せずに票を関連付ける暗号技術により、投票者のプライバシーが保護される。
• ブロックチェーンの改ざん不能性により、票が記録されると、改ざんや削除が不可能となり、改ざん防止が実現。
• 暗号技術とプロトコルレベルの制御により、票の不正挿入、強制、重複投票といった一般的な電子投票の脅威が効果的に緩和された。