选举技术的演变:从Pebbles到板链

民主机制与民主本身一样古老。 几个世纪以来,公民和政府一直寻求可靠、安全和无障碍的方法将个人意愿转化为集体行动。 投票技术的历史是一个渐进创新、偶尔突破和持续挑战的故事,这些都继续塑造着全球选举的完整性。 理解这种演变不仅对历史学家,而且对每一个在技术快速变革的时代致力于捍卫民主进程的选民和选举官员来说都是至关重要的。

从古代集会的公开鼓掌到今天的私人触摸屏界面,投票技术的每一项进步都试图解决根本问题:如何准确记录选择,如何保守选择的秘密,如何高效计算数百万张选票,以及如何确保最终结果反映选民的真实意图。 文章追溯了这一旅程,审视了确定投票技术的方法、机器和运动,展望了未来的创新 — — 和风险 — — 。

早期投票方法:集体决策的起源

最早的有记录的投票做法远非我们今天所知道的私人纸质系统。 在古代文明中,投票往往是公开的,有时是吵闹的,目的是促进共识或显示社会地位,而不是保护个人隐私。

古希腊: 卵石和波茨赫德

在雅典民主中,公民聚集在阿戈拉,就国家事务投票。一种常见的方法是把一块卵石()扔进一个指定的骨灰缸里,一个白罐子供批准,一个黑罐子供拒绝。这种做法产生了一种“ ”一词,即公民们会刮掉希望流放到破陶器上的政治人物的名字([ ostrakon [。 虽然这种方法很简陋,但引入了投票的核心逻辑:一个简单、实际的倾向记录,可以公开核实。

古罗马:复杂的部落议会

罗马投票结构更加合理,但同样公开。公民被组织成名为centuriae 或tribus 的投票单位,每个单位在内部审议后进行单一的集体投票。最初,投票是口头投票,但后来的改革引入了书面投票(tabellae )以减少胁迫。选民们会将自己的选择写在蜡封的木板上,并把它扔进篮子里。从声音向书面投票的转变是朝向保密迈出的一大步,尽管私人投票亭仍然允许贿赂和恐吓。

中世纪欧洲:秘密选票的出现

在中世纪,由于封建制度集中权力于君主和宗教等级制度,投票基本上已不复存在,但是,教会选举——特别是教皇和主教的选举——发展了复杂的方法,1241年的《宪法》采用了[ 纪律审查程序,其中主教们在选票上写下他们的选择,选票被秘密计数,到13世纪,为了防止贿赂和派别主义,已确立了[ 秘密原则[,这一传统日后将影响世俗的选举改革。

澳大利亚选票:革命改革

在19世纪之前,大多数民主国家的投票都是公开的,或者用政党印制的选票进行,这些选票很容易被操纵。 1856年,南澳大利亚引入了[澳大利亚选票[。 这个制度有三个关键特征:它由公共出资印制,统一列出所有候选人,让选民在私人投票亭中标出自己的选择。 改革迅速蔓延到美国、英国和其他民主国家,成为现代纸质投票的基础。 今天,澳大利亚的选票仍然是确保隐私和一致性的金本位。

机械投票机的崛起

随着人口的增长和20世纪末期城市的扩张,手动计票数百万纸质选票的后勤挑战变得不可估量。 错误、欺诈和长时间的拖延报告结果,促使发明者创建了能够加快和保证这一过程的机器。

利弗机器:第一个机械解决方案

1892年,雅各布·佩金斯和威廉·H·迈尔斯为第一个杠杆投票机申请了专利,该机在纽约州首发。 选民们进入了一个投票亭,拉开一个把手来关闭窗帘(确保隐私),然后把个人杠杆推到候选人名字旁边。 当选民离开投票亭时,把手还原了,机器记录了内部柜台的投票结果。 [ 永机完全消除了纸张,使得几乎不可能塞入选票或误读标记。 到20世纪30年代,这些机是美国城市的主导投票技术,广泛使用自动投票机(AVM)等模式。

20世纪80年代,美国和俄罗斯两国的汇率都比美国高。 但是,杠杆机器有缺陷。 它们很重,昂贵,缺乏任何形式的选民核查纸质记录。 2000年总统选举争议后,许多法域用更新的系统取代了它们。 但有些州一直使用杠杆机器,以它们的可靠性和简洁性为例,直到2010年代初。

冲卡系统: 虚拟时代

1964年,IBM工程师约瑟夫·P·哈里斯(Joseph P. Harris)开发了Votomatic[]系统,该系统使用一张选票和金属上覆的纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质纸质

2000年佛罗里达州重新计票期间,拳头卡的弱点变得非常明显,模棱两可的裂痕和失败的穿孔将总统选举推向了混乱。 这导致通过2002年的《帮助美国投票法》(HAVA)催生了联邦资金的浪潮,该法案促使许多司法管辖区升级到电子系统。

电子表决系统

20世纪后期,电子投票机的推出,保证了更快的计数,更方便的可访问性和更低的长期成本. 出现了两大类型:直接记录电子(DRE)机和光学扫描系统.

直接记录电子(DRE)机器

DRE机器在触摸屏或推扣界面上呈现选票。选民们审查并证实他们的选择,然后直接将选票存储在机器的记忆中。一些DRE机器会制作一张纸币收据或选民验证的纸质审计线索(VVPAT),但许多早期的模型没有纸质备份。 这样的缺失使得重新计票变得困难,并引发了对软件错误,黑客和操纵的担忧。 2006年佛罗里达州萨拉索塔县选举等引人注目的案例,在国会赛中,DRE故障导致大票不足,凸显了风险。

支持者认为,现代的DRE与VVPAT在速度和安全性上提供了良好的平衡。 但批评者指出,即使是VVPAT也有局限性 — — 投票者很少检查纸条,而且机器在打印前仍然可以被篡改。 因此,许多选举安全专家建议完全远离DREs。

光学扫描系统

光学扫描系统将纸质的熟悉程度与电子计票速度相结合. 投票人在纸质选票上标注椭圆形或箭头(类似于标准化测试),然后输入一个读取标记并列表结果的扫描器. 纸质选票被保留为持久的实物记录,使得审核和重新计票变得直截了当.

光学扫描已成为美国使用最广泛的投票技术,根据[ 验证投票,截至2024年,将近70%的登记选民居住在使用光学扫描纸票的管辖区,该系统因其简单,成本效益和强大的审计能力而受到赞扬,但是它不能免受错误的侵扰:扫描仪可以误解误差的标记,设计不善的选票可以混淆选民(例如2000年佛罗里达州棕榈滩县的"蝴蝶选票").

混合系统和现代创新

近年来,DRE接口和光学扫描备份相结合的混合系统已经发展起来。 比如,选民可以使用触摸屏进行选择,然后打印一张纸选票,进行计票。这种方法既提供了电子界面(包括语言、音频支持和大字体)的无障碍性,又保留了纸质记录。 纽约市和洛杉矶等管辖区已经部署了这种系统,效果极大。

现代投票技术的挑战和争议

尽管经过几十年的改进,投票技术仍然是激烈争论的源泉。 核心的紧张关系围绕安全、无障碍、准确性和公众信任。

安全:黑客威胁和网络攻击

电子投票机被证明容易受到各种攻击. 2017年,DEF CONT的安全研究人员证明,他们可以在几分钟内使用通用的黑客工具闯入数台商业投票机. 国家赞助的行为体也针对选举基础设施:2016年俄罗斯特工人员对选民登记数据库进行了调查,美国情报机构确认外国对手试图破坏对投票系统完整性的信心. 帕佩勒斯DRE机被认为是最危险的,因为未经检测的软件bug或黑客可以改变结果而不会留下法证痕迹. 选举安全专家的共识是,每张选票都应该有一张纸质记录,可以手动审核.

无障碍:确保所有选民都能参与

投票技术必须适应残疾选民、语言障碍和技术知识有限。 2002年的《美国选民法》[要求每个投票地点至少提供一台无障碍投票机。 如今,许多法域都为有运动障碍的选民提供录音选票、带有盲文的选票标记装置和口服和塞片系统。 然而,问题依然存在:一些无障碍机器不可靠,或者投票员没有受过设置这些机器的培训。 未来的挑战在于设计既安全又可普遍使用的系统,同时不损害任何一项目标。

准确性和可审计性

即使是设计良好的投票系统也可能产生错误。一个错误的扫描器、一个卡住的打印机或一个带有模糊指示的选票,都会导致投票不足或多票。准确性的金本位是强有力的选举后审计[,这一过程从统计上来说,纸票样本是用手计算,与电子计票比较。科罗拉多州和加利福尼亚州等国家率先进行了风险限制审计,确保选举结果正确的可能性很高。根据 U.S.选举援助委员会,尽管由于费用和复杂性,采用这种审计仍然参差不齐。

投票机的成本和使用寿命周期

投票机购买和维护费用昂贵。典型的DRE单元成本在3000至6000美元之间;光学扫描系统成本较低,但仍需要定期维护和固件更新。大多数机器的寿命周期为10至15年,之后零件变得稀缺,安全补丁也过期。许多州目前面临用HAVA基金购买的设备更换的需要,而现在这些设备已经接近使用寿命。不幸的是,预算限制导致一些设备更新延迟,安全风险增加。[ 布朗南司法中心]报告说,相当多的州仍然依赖已不再得到认证或支持的机器。

表决技术的未来

展望未来,一些新兴技术有望重新塑造我们的投票方式,但每一种技术都带有其自身的风险和要求,要求严格测试和公众信任。

区链式测距和分发式编目技术

区块链是隐秘性背后分散的分类账技术,被提议作为创建不言自明,透明的投票记录的一种方式. 支持者认为区块链可以使选票不可改变,可以审计,而且可以由个别选民核查. 包括2018年西弗吉尼亚州初级选举(允许海外军人通过移动应用程序投票)在内的几个试点项目对这一概念进行了测试. 批评者指出区块链安全取决于终点(选民装置)和关键管理系统的完整性. 如果选民的电话受损,投票可以在到达区块链之前更改,此外,区块链系统的复杂性可能会降低透明度而不是增强透明度. 国家标准和技术研究所 发布了敦促极端谨慎的准则,指出区块链不是互联网投票安全的一种灵丹.

远程投票和因特网投票

COVID-19大流行加速了对远程投票选择的兴趣,包括邮寄选票和在线门户。 邮件输入投票虽然有着长期且基本成功的记录(自2000年以来,奥雷贡一直通过邮件进行所有选举),但互联网投票仍然备受争议。爱沙尼亚提供了最有名的例子:自2005年以来,爱沙尼亚公民可以使用国家身份证进行在线投票。 安全研究人员已经查明了脆弱性,一些专家认为,任何现有的互联网投票系统都无法提供公共选举所需的保密性和可核查性。 电子边境基金会 和 美国科学促进协会都建议在可预见的将来反对互联网投票,理由是难以确保无纸系统防止大规模攻击。

人工情报和选举廉正

人工智能(AI)为选举管理提供了有希望的工具. 机器学习算法可以发现选民登记中的异常模式,标记潜在的重复条目,并找出可能显示舞弊或压制的不规则的选票回报率. 人工智能还可以通过绘制尊重法律标准,同时尽量减少党派偏见的边界来协助重新划分选区. 然而,在选举中使用人工智能也引起了对算法偏差,缺乏透明度,以及自动造谣的可能性的担忧. 人工智能对投票的任何应用都需要强有力的人的监督以及严格的同行评审评价.

生物计量选民核查

生物测量系统 — — 指纹、虹膜或面部识别 — — 能够简化投票地点的验票程序并减少冒充的风险。 印度等国家在其选民登记数据库中使用生物鉴别认证(Aadhar ) 。 但是生物鉴别学并不是一模一样的:它们可以被偷盗,它们引起了隐私问题,因为生物鉴别数据如果被窃的话是无法改变的。 选举委员会必须权衡方便性收益与大规模监视和宪法挑战的可能性。

最终到最终可核查(E2E-V)表决系统

在这些系统中,选民收到收据——往往是密码编码——使他们能够核实投票记录正确,而不透露投票方式。此外,任何人都可以审计从投篮到最终计票的整个环节。像[]扫描性[和赫利奥斯[[]这样的原型系统在小规模选举中进行了测试。E2E-V将纸质(物理审计线索)的优点与先进的加密(数学保障)结合起来。如果这些系统成熟,它们可以提供一种透明度和完整性,而与目前的机器是不可能达到的。

结论

投票技术的历史证明了人类在集体决策中建立信任的持久努力。 从古希腊的石块到现代原型的密码学收入,每一种工具都反映了其时代的价值和脆弱性。19世纪的机械杠杆解决了计数问题,但制造了维护和核查的新挑战。20世纪后期的电子系统提高了速度和无障碍性,但暴露了惊人的安全差距。21世纪新兴的技术——链条、生物鉴别、承诺和危险。

始终不变的是需要平衡的方法:创新来改善无障碍和效率,但绝不牺牲投票保密、个人可核查性和公共审计性等核心原则。 选举官员、安全研究人员、投票权倡导者和普通公民必须共同努力塑造投票技术的未来。 民主的完整与否取决于这一点。