投票機械:如何計票和驗票

選取系統不僅決定了計票的複雜性, 也決定了需要的驗證類型。 例如, RCV 和 STV 幾乎不可能用大尺度的手動精确計算, 使得光學掃瞄或電子制表機至关重要。 相對之下, FPTP 可以相对輕鬆地手動計算 。

計票方法:從紙到像素

現代的計票主要有三种方法:手動計票、光學掃瞄計票、直接錄制電子機。 每种都具有不同的操作工作流程、錯誤剖面和安全考量。

手動計數

手數仍然是最透明的方法,通常用于小選、缺席投票或選後審查。 選舉工作者 — — 通常是兩黨合夥人 — — 都按形狀排序和計票。 这一过程通常遵循严格的程序:首先,選票按种族或官員排序;然后,各組选票(如10或50堆)被計票和入票。兩名或更多工人獨立計票,其結果必須符合。如果他們不同意,就进行第三名計票。

人工計算是勞動耗力和慢的,對大體體來說尤其如此。 人犯的錯誤,如錯誤的痕跡、疲勞或簡單的算術錯誤,可能會帶來不准确。 國家標準和技术研究所(NIST)的記錄表明,手計比自動計算容易出錯率更高,尤其是在选票設計复杂或投票人做模棱兩可時。 然而,人工計算提供了對機算的批判性檢查,并通过人體的明確監督建立公共信任。

光學掃瞄計數

光學掃瞄系統是美國使用最广泛的方法。 選民填充紙票( 填充於橡樹或連結箭頭) , 後來填入光學掃瞄器。 掃瞄器用光學感測器來讀取標記, 并把它理解為特定候選人或選舉措施的投票。 結果由中央電腦來制表, 通常是在投票站或縣選舉辦公室的投票被掃瞄或集中時, 由選民即時來掃瞄。

光學掃瞄系統的优点包括高速( 每小时可以掃描千張选票) 、 實際的紙面記錄供審查, 以及處理複雜的投票設計的能力。 然而, 它們不能免於錯誤。 掃瞄器校准問題、 紙堵塞或失蹤痕會導致機器誤讀选票。 [[FLT: 0]] 證投票基礎[[[[FLT: 1] 2020 的一项研究發現, 光學掃瞄故障是全国上報的投票機故障的多數。 為了減低這些風險, 大部分司法管辖区都進行選後稽核, 将人工計票的抽查數和機報總數作比較。

直接記錄電子投票機

DRE 機械讓選民直接投選在触摸屏或按鈕介面上。 選票被電子儲存在機械內存中, 并常傳送到中央制表系統。 有些DRE 型號包括選民驗證紙審查記錄(VVPAT), 選民在投票正式記錄前可以從玻璃屏內看到紙質記錄。 在許多不只使用紙票的法域, DRE 是很常见的, 特別是對那些發現紙票難處理的殘疾民而言。

數據網絡上可以使用。 數據網絡上可以使用數分鐘內就可以使用數據。 沒有 VVPAT, 沒有可靠的文件記錄來審查, 指軟體錯誤或恶意攻擊可能改變結果而不被發現。 因此, 選舉援助委員會等組織[[FLT: 0]] 建議所有司法管辖区只使用數據網絡連結, 許多州則轉而使用光學掃描紙票。

核查程序:确保每一票數

計票只是戰鬥的一半。 核對確保計票正确,沒有增選或移除選票,且此过程符合法律标准。 現代核選需要選後審查、交叉參考和文書追蹤的结合。

選舉後的稽核

最常见的核查方法是選后稽核, 抽查選票的抽查是手動計算的, 并与機報結果作比。 稽核可以是: [[FLT: 0] [[FLT: 1]][[FLT: 2]] 比例計算的選票: [[FLT: 5] 。 稽核的確是: 預定的選票比例 [FLT: 5%或10%] 。 這些選票是簡單的, 但可能錯誤小 。 [FLT: 4] [FLT: ][FLT: 6] 限制選票的稽核: [[FLT: 7] 使用勝利幅度确定需要稽核選多少票的計算的計算方法。 目的是提供高度信任, 報告的得票者是金本标准, 由 [FLT: 8] 投票方案[FLT: 9]。 [FLT: ][11][ ][ 12] 選票方的檢核 。

交叉翻譯和制表核查

在最后敲定投票结果之前,選舉官會從多个方面交叉參考資料:[

• 投票簿對投票數: 在某區簽名的投票人數比作投票數。重大差异會引起人工审查。
• 临时投票的核查: 投票人數據選舉記錄,以确保投票人數符合投票人數。只有那些通過的投票數。
• ][以电子邮件方式的簽名簽名核查: 投票人數有信封面的簽名簽名。如果簽名不符,就跟投票人聯繫,在截止日期前"完成投票"。
][F:13]]]。 交叉智慧的邏輯和精確測驗:[F:[F]。

投票人 校對文件 審查拖拉機

VVPATs是 DRE 機械的一個關鍵檢查工具。 在選民在屏幕上作出選舉後, 一個紙印機會建立一份打印的選票清單( 通常藏在玻璃窗后面 ) 。 選民會確認打印出票前符合他們的意愿。 如果重新計票或審核, 選舉官可以收回 VVPAT 紙卷並手動計算。 沒有 VVPAT, 無法獨立地驗證實电子記錄。 截至2024年, 32 個州要求所有 DRE 機用 VVPAT , 許多州正在完全淘汰 DRE , 完全支持光學掃描紙票系統。

挑戰和脆弱性

投票數量仍會因人權錯誤、技術故障及安全威脅而面临困難。

人犯錯誤

人工計票是最容易犯錯的一步。 研究顯示,即使是受过訓的隊伍也錯計了1%至2%的選票,尤其是當選票設計很混亂(例如,在佛羅里達州,2000年的「蝴蝶選票 ” ) 。 選民本身也可能犯錯,例如投票太多的候选人,或者用不适当的墨水來做標記。 選民工也可能誤判選票意向,例如決定一個圈圈的選民的名字是否是有效選票。 清晰的選票設計标准和工人的标准化訓練可以減少但不能消除人性的錯誤。

技術故障

機器失敗。 光學掃瞄器可以堵塞、 錯誤讀票或經歷記憶卡錯誤。 數據數據機會崩塌、冻结或顯示錯誤的投票樣式。 2022年, 賓夕法尼亞州一個縣報道, 數據機會有超過10%的數據機在選舉日故障, 要求選民使用備份紙票。 這種故障可以剥夺選民權或延遲結果。 定期的維護、選前測試和備用设备是重要減少問題的。

安全風險

電子投票系統很容易受到網路攻擊。威脅演員可能試圖改變選票定義、改變存储在內存中的结果、或通过固件更新注入惡意軟件。最著名的選舉篡改案例是2017年黑客會議的示威,在模拟選舉中用DRE機來改變選票。雖然沒有確認的大型網路攻擊改變了真正的選舉結果,但潛在性。美國的網路安全及基础设施安全局(CISA)提供選舉安全資源[,以帮助司法界通过空裝網路、加密和穿透測試等手段,硬化他們的系統。

塑造未来的技术革新

研究者與選舉官員正在探索新的科技,

區塊鏈投票

已提出用Blockchain(一种分布式、不可變化的分类帳本)來保障投票傳送和儲存。 西弗吉尼亞州和猶他州有海外軍人選民的试点项目,允许他們通过一個基于blockchain的移动應用程式投選。 科技保證了終端可核查性,指選民可以事后確認他們的選票是被計數而未透露自己的選擇。 然而,批評者指出,blockchain不能防控選民裝置或投票機本身的惡意軟體,軟體缺陷仍然會損壞到分賬本。 大部分專家只推荐低風險的小规模選舉,直到其安全性得到更好的證明。

生物辨識

使用指紋、虹膜掃瞄或面部認證等生物測試系統可以防止投票和投票人假冒。 印度等一些国家已经在投票站使用生物測試驗證。 在美国,實驗程序已經試驗了指紋檢查以檢查選民,但某些人口體系的隱私和高錯誤率的采用有限。 這種技术在与纸票制度相结合以确保可稽核性時最有用。

遠端投票和網路投票

網路投票是許多選舉改革者所應享受的聖杯, 給軍人、海外公民和残疾選民提供了便利。 自2005年以来, 愛沙尼亞成功使用網路投票, 并用多個因素的認證和加密來保護每張投票。 然而, 美國網路投票的普及面临重大障礙:家用電腦容易受到惡意軟件的影響, 也無法可靠地确保遠處的不记名投票。 選舉援助委員會 已經資助了安全遠端投票系統的研究,但目前仍然持續不投票的纸票。

末端至末端可验证(E2E)系統

E2E系統讓選民可以投選, 並且後來確認它是否包含在最後的計票中, 都不會破壞選民隱私。 這些系統通常使用網路上公布的加密收據。 例如, 在2009年佛羅里達市選舉中使用的 [[FLT: 0]] Scantegrity [[[FLT: 1] 系統。 選民用一個特殊的筆記號, 顯示一個隱藏的代碼; 密碼被公布在網路上, 讓選民可以檢查投票。 E2E系統提供了最高的完整度, 但它們很複雜, 以對選民進行和解釋。

結論: 透明度是信任的基點

投票機理不只是技術上的細節,而是公众对民主結局信心的立場。從第一次人工計票到E2E系統的加密證明,每一步都是為了确保人民的意愿得到准确的表达。 随着科技的演化,核心原理依然未變:任何計票系統都必须透明、可稽核、安全,防止人犯錯誤和惡毒的攻擊。教育公民如何處理這些程序,如何測試機器,如何追蹤錯誤,使公民有能力成為執政權的守護者。民主不是觀察者運動;理解投票機制是保護民主的第一步。