En utvecklande teknologi som kallas "blockchain" har fått uppmärksamhet från valförrättare, nystartade företag och till och med den demokratiske presidentkandidaten Andrew Yang som ett potentiellt sätt att öka valdeltagandet och allmänhetens förtroende för valresultaten.

Jag studerar blockchain-teknik och dess potentiella användning för att bekämpa bedrägerier, stärka cybersäkerheten och säkra röstning.

Jag ser lovande tecken på att blockchain-baserad röstning kan göra det bekvämare för folk att rösta, vilket ökar valdeltagandet. Och blockchain-system kan vara effektiva för att stärka säkerheten för enheter, nätverk och kritiska system som elnät, samt att skydda den personliga integriteten.

De få småskaliga tester som körts hittills har identifierat problem och sårbarheter i de digitala systemen och statliga administrativa rutiner som måste lösas innan blockchain-baserad röstning kan anses vara säker och pålitlig. Därför ser jag inga tydliga bevis för att det kan förhindra, eller till och med upptäcka, valfusk.

Hur det fungerar

Det finns några steg i ett blockchain-baserat röstningssystem, som använder teknik för att spegla processen för personlig röstning.

Först, systemet måste verifiera en väljares identitet – ofta genom att låta användaren ladda upp ett foto av en myndighetsutfärdad legitimation och sedan ett foto eller ett självporträtt av video. Systemet bekräftar ID:s giltighet, och ansiktsigenkänningsprogram ser till att personen i självporträttet är personen på ID:t. Då är användaren autentiserad som berättigad att avge en röst.

Först vid den punkten kommer blockchain-tekniken faktiskt in i processen. Systemet ger varje autentiserad väljare en digital token som representerar personens röst och en lista över de digitala adresser som han eller hon kan skicka den poletten till. Varje adress anger en röst på en viss kandidat eller ett svar på en röstfråga.

Polletterna indikerar inte vem som kastade dem, så rösterna förblir anonyma. När en väljare skickar en token, ett register över den handlingen lagras samtidigt på flera olika datorer, vilket gör det mycket svårare för hackare att ändra röstrekorden. Efter att ha slagit omröstningen genom att skicka poletten, användaren får en unik kod som de kan använda för att titta på den anonymiserade röstsiffran online för att bekräfta att deras röst räknades som de tänkt sig.

Småskaliga försök, än så länge

Tidiga resultat visar att blockchain-system kan öka valdeltagandet, även om det ännu inte är klart varför. Många av testerna har varit för informella omröstningar, som studentregeringsgrupper och samhällsprojekt.

Dock, flera valtjänstemän i USA har hållit småskaliga försök med blockchain-röstning, tillåta militärer som är stationerade utomlands att rösta elektroniskt, snarare än via post.

I kongressvalet i november 2018, West Virginia lät 144 väljare bosatta utomlands rösta från 31 olika länder med hjälp av en app utvecklad av ett privat företag som heter Voatz, som är involverad i många av dessa försök.

Ytterligare 200 väljare utomlands uttryckte intresse för att använda systemet, men deras hemlän i West Virginia var inte inrättade för att göra det. Baserat på resultaten, West Virginia säger att de planerar att fortsätta och utöka rättegången i presidentvalet 2020.

Denver, Colorado, hade 119 väljare som var utomlands använda ett Voatz-system för att lägga sina röster i kommunala primärval i maj. I stadens omvandlingsval i juni, 112 väljare gjorde det online genom ett blockchain-system. I Augusti, 24 väljare röstade från utlandet med en Voatz-app i ett Utah County, Utah, val.

Ett stort test i Moskva

Den senaste och största användningen av ett blockchain-baserat röstningssystem var i kommunfullmäktigevalet i Moskva, Ryssland, den 8 september. På grund av farhågor om att systemet inte var säkert installerat, endast tre av stadens 20 valdistrikt tillät väljare att använda en blockchain-baserad mobilröstningsapp för att rösta var som helst med en internetanslutning.

På nytt, bevisen visade en ökning av valdeltagandet:Stadens totala valdeltagande var cirka 17 % av de registrerade väljarna. Det inkluderar ett valdeltagande på 90 % bland de väljare som hade registrerat sig för att använda systemet.

Dock, tekniska komplikationer hindrade vissa människor från att rösta, vilket fick minst en förlorande kandidat att invända att han skulle ha vunnit om allt hade fungerat som det ska. Det är den sortens problem som är mest oroande för människor som hoppas att använda matematiska principer och datoriserad kryptering ska hjälpa allmänheten att lita på valresultaten.

Viktiga utmaningar olösta

Det finns flera hinder i vägen för att blockchain någonsin ska bli användbar för storskaliga, juridiskt bindande omröstning.

En är att de flesta människor har liten förståelse för hur blockchain-system fungerar. Annan, lika viktigt, är att ens experter inte har ett sätt att identifiera alla möjliga oegentligheter i onlineröstning. Rösta på papper, däremot är väl studerad och lätt att verifiera och granska.

En avgörande aspekt av ett blockchain-röstningssystem är metoden med vilken datorsystemet verifierar väljarnas identiteter. När en verifierad väljare upprättar ett konto i systemet, den processen skapar en digital nyckel som identifierar dem säkert när de röstar. En mer komplex nyckel är svårare att hacka, men det tar också mer datorresurser att verifiera. Det kommer att vara viktigt att hitta ett sätt att skydda röstningsprocessens integritet, utan att uttömma statliga budgetar genom att köpa avancerad datorkraft. Den beräkningskraft som krävs kan göra blockkedjesystem ineffektiva för att rösta i rikstäckande skala – eller till och med statligt, i folkrika stater som Kalifornien och Texas.

Moskvas valsystem, till exempel, initialt tilldelade nycklar som var för lätt hackade. Det öppnade möjligheten för efterlikning av väljare, vilket är illa nog. Men den svagheten bröt också mot principen om sluten omröstning genom att låta utomstående få veta hur varje person röstade.

Utanför själva blockkedjan

Andra problem med digitala röstningssystem är separata från de underliggande teknologierna. I vissa fall, statligt utfärdade ID-kort som används för att verifiera väljarnas identiteter är många år gamla.

Även när det gäller aktuella bilder, ansiktsigenkänningssystem, inklusive den som används av Voatz, har höga felfrekvenser, speciellt för icke-vita väljare. Dessutom, hackare kan försöka lura systemet.

Telefonen eller datorn som en väljare använder för att rösta kanske inte är säker, heller – och det är inte säkert att anta att datornätverken de kommunicerar över, och servrarna som data lagras på, är säkra från manipulation eller till och med slumpmässiga fel.

Förtroende, men verifiera

Proprietära röstningsappar som Voatz ger allmänheten inget sätt att veta om väljarnas val är korrekt registrerade, inte heller om dessa appar sanningsenligt levererar sina röstsedlars krypterade kopia för att räknas av valförrättare.

Voatz har hävdat att dess system har granskats av tredje part, men har gjort få detaljer om den processen eller dess resultat tillgängliga för allmänheten. Tjänstemän i West Virginia som anlitade Voatz har också vägrat att avslöja information om hur dess säkerhet utvärderades.

Företaget har sagt att det inte skulle släppa den informationen eftersom det hade ett sekretessavtal med revisorerna, och av rädsla att dess egenutvecklade systemdesign kan upptäckas av konkurrenter.

Det är möjligt att blockchain-baserad röstning kan öka väljardeltagandet, men det finns ännu inga bevis för att det är bättre på att förhindra valfusk. Med massor av potentiella problemplatser utanför själva systemet, och liten offentlig insyn i det, Jag måste dra slutsatsen att blockchain-röstning ännu inte är säker eller redo för tjänst.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.