選舉科技進化:從 Pebbles 到 屏障鏈

民主机制和民主本身一樣古老。 數百年來,公民和政府都寻求可靠、安全、易懂的方法,把個人意志化為集体行动。 投票科技的歷史是一種增量创新、偶而突破和持久挑戰的故事,這些都將影響全球選舉的完整。 理解這項演化,不仅對歷史學家,而且對每一位在快速技術變化的時代努力保障民主的選舉官都至关重要。

從古代的公開鼓掌到今天的私人触摸屏介面, 投票科技的每個進步都試圖解決根本問題:如何准确記錄選項, 如何保守選項的隱秘, 如何高效地數出數百萬張选票, 以及如何确保最终結果能反映選民的真正意向。 這篇文章追蹤了這段旅程, 考察了投票科技的規定方法、機器和運動, 展望了新颖的創意和風險。

早期投票方法:集体决策的起源

最早的投票方式遠非我們今天所知道的私人、纸面制度。 在古代文明中,投票常常是公眾的、有时是吵鬧的,目的是促进共识或展示社會地位,而不是保護個人的隱私。 投票是一種不斷的、不斷的、不斷的、不斷的投票。

古希腊: 卵石和波茨赫德

在雅典民主中,公民聚集在阿戈拉,投票談國家事务。 一种常见的方法是把石塊() psephos[ 扔進指定的骨灰缸中,以批准白罐子,黑罐子來拒絕。这种做法产生了[ 的批判,公民會把政治人物的名字刮到碎陶器上( ostrakon[ ) 。這些方法虽然很简陋,但引入了投票的核心邏輯:一個可以公開查證的簡單、物理的首選記錄。

古羅馬: 复杂的部落聚會

投票是多數的、但又更公開的。 公民被組成一組, 叫做 的投票單位 或 的三重票 , 每個人都經內審問後投出一項集体投票。 投票是口头投票, 但後來改革引入了书面投票( tabellae ) , 以减少強迫。 投票者會將選舉權寫在一個蓋有蜡的木板上, 把它扔到一籃子裡。 這項由聲效投票轉為秘密的一個重大步骤, 儘管私人投票亭的缺乏仍然允許受贿和威脅。

中世纪歐洲:秘密投票的出現

在中世纪,投票大多是失實的,封建制度集中了君主和宗教等级制度的权力,然而,教會選舉——尤其是教宗和主教選舉——制定了精密的方法。1241年的《宪法》采用了[ 的審判程序,其中枢密派在投票中寫下自己的選擇,而投票被秘密計算。到了13世紀, 的封建原则被载入,以防止贿赂和派系主義。這項傳統將後來會影響政教區的選舉改革。

澳洲選票:革命改革

在19世紀前, 大部分民主黨的投票不是公開的就是用黨印的选票进行的, 很容易被操控。 1856年, 南澳引入澳大利亞選票[ , 这一制度有三大特点: 公費印制, 统一列出所有候選人, 讓選人可以在私人投票亭中標記自己的選擇。 改革很快蔓延到美國、英國和其他民主黨, 成為現代的纸面投票基礎。 今天, 澳大利亞的選票仍然是确保隱私性和一致性的金本。

机械投票機的崛起

20世纪末期和20世紀初,随着人口增長和城市擴張,手動計算數數數百萬張紙票的后勤挑戰變得不可估量。 錯誤、舞弊和長期的報酬延遲促使發明者建立機器,以加速和保障此过程。

利弗機械:第一机械解答

1892年,雅各布·佩金斯和威廉·H·邁爾斯發佈了第一台杠杆投票機的专利,它在纽约州首播。 投票者進入了一個投票台,拉了一把把手來關閉窗帘(确保隱私),然后把各個杠杆推到候選人名字旁。當選人離開了票台時,把手又回來了,機器把票錄在內部柜台上。 永不斷的機器完全除紙[, 使得幾乎不可能把投票或錯誤讀的標記填滿。 到了20年代,他們是美國城市中占主导地位的投票技术,使用自動投票機(AVM)等模式,使用很廣泛。

許多州都使用更新型的機械。 但有些州一直使用機械,以自己的可靠性和簡便性為例,直到2010年代初期。 美國的國際機械局都使用機械,而國際機械局的機械局卻以新機械為主。

彈卡系統: 虛擬時代

1964年,IBM工程師Joseph P. Harris开发了使用投票卡和金屬覆蓋的[ Votomatic[ 系統。 選民在一本小冊中插入了一張卡片,并在候选人名字旁的一個洞中戳穿了一個字型,形成一個矩形的凹槽,仍部分附著(即目前臭名昭著的"挂牌" ) 。 然后, 牌被電子制表器讀取。 彈牌便宜地大量生产和制表, 使得它在20世纪70年代和80年代流行。

兩千名選民在Florida重新計票中, 拳頭卡的弱點顯得非常明顯, 模棱两可的漏洞和穿孔失敗使總統選舉陷入了混亂。 這破碎的結果催生了一波聯邦資金, 透過2002年的「幫助美國選舉法 」(HAVA), 推动許多司法管辖区升級到電子系統。

电子投票系统

20世紀後期, 电子投票機的引入, 承諾了更快的數量、更方便的存取、更低的长期成本。 現有兩種主要類型:直接錄制電子機(DRE)和光學掃瞄系統。

直接錄制電子機( DRE)

DRE 機械在觸摸屏或按鈕介面上顯示投票。 選民會審查並確認選舉, 選舉後直接儲存在機械記憶中。 有些DRE會產生紙面收據或选民證實的紙面審查追蹤( VVPAT), 但許多早期的模型沒有紙面備份。 如此的缺席讓計算難題, 也引起關于軟體錯誤、黑客及操縱的關注。 高調的情況如2006年佛羅里達州薩拉索塔縣的選舉, 選舉中DRE 故障在國會大選中造成一場投票不足, 都突出了風險。

支持者認為現代的DRE和VVPAT在速度和安全上提供了良好的平衡。 然而,批評者指出,即使是VVPAT也有局限性 — — 投票者很少檢查紙條,而且機器在打印前仍然可以被篡改。 因此,很多選舉安全專家建議完全離開DREs。

光學掃瞄系統

光學掃描系統將紙的熟悉度與电子計票速度结合起来。 投票人在紙票上標記了橡樹或箭頭( 类似于標準測試) , 之后再將它填入掃描器, 以讀取標記并將結果表單。 紙票被保留為持久實驗記錄, 使審查和重新計票直接。

光學掃瞄已成為美國最廣泛使用的投票技術。 根据 證票,截至2024年,近70%的已注册投票人居住在使用光學掃瞄紙票的辖区。系統因其簡便、成本效益和強烈的可稽核性而受到讚揚。 然而,它不能免錯誤:掃瞄機可以誤解錯誤的標記,设计不善的投票可以迷惑投票人心(例如2000年在佛羅里達州棕榈灘縣舉行的"蝴蝶投票").

混合系统和现代革新

近些年來, 混合系統發展了DRE介面與光學掃瞄背面的混合。 例如, 選民可能使用触摸屏來選擇, 然后再打印一張紙票, 以做計算。 這種方法在保留紙面記錄的同时, 也提供了电子介面( 包括語言、 音效支援和大字型) 的通訊。 紐約市和洛杉磯等地區都部署過這種系統, 效果非常好 。

現代投票技術的挑戰與爭議

投票技術是一項熱門爭議。 核心緊張關鍵是安全、通訊、精確與公信。

安全:黑客和網絡攻擊的威胁

國民國防衛委員會的安保研究者顯示, 它們可以在幾分鐘內使用通用的黑客工具闖入數台商用投票機。 國家支持的演員也以選舉基礎為目標:俄國特工在2016年調查了選民登記數據庫, 美國情報機構也確認外國對手企圖破壞對投票系統完整性的信心。 帕佩爾無斯DRE機被視為最有危險的, 因為一個未被發現的軟體缺陷或黑客可能改變結果而不會留下法醫的痕跡。

无障碍:确保所有选民都能参与

投票技術必須包容有殘障、語言障礙和技术素識有限的投票人。 2002年的《助選法案》要求每個投票站至少提供一台无障碍投票機。 如今,很多司法管辖区都提供音效投票、有盲文的投票標記裝置,以及有運動缺陷的投票人口水和水泵系統。 然而,問題依然存在:一些无障碍機器不可靠,或者投票工員沒有經過設計。 未來的挑戰是設計安全且可普遍使用的系統,而不能損及任何一個目標。

准确性和可稽核性

連精心設計的投票系統都可能會出錯。 錯誤的掃描機、卡住的打印机或含模糊指令的投票會導致投票過度或投票過量。 精確度的金本位是選后審查[ 的強大 —— 由手計和比照電子計算出具有统计意義的紙票樣本。 科羅拉多州和加利福尼亚州等州率先進行了限風險的審查, 以确保選舉結果的概率是正確的。 根据 U.S. Election Asistry [, 選舉的選舉已成為全國的推荐做法,但因成本和複雜性, 選舉仍不均不均不均然。

投票機的成本和使用周期

投票機的買賣和維持成本很高。 典型的DRE單位可能要花3000美元至6000美元; 光學掃瞄系統成本有些低廉, 但仍需要定期的维护和固件更新。 大部分機器的生命周期為10至15年, 之後零件便稀少, 安全補充也將到期。 目前很多州都面临用HAVA基金來換換裝的裝置的需求, 目前已接近使用期。 不幸的是, 預算限制已造成一些更新的延遲, 安全風險也日益增大。 布朗南司法中心[ 已報告, 仍有不少州仍然依靠不再經證或支持的機器。

投票科技的未來

未來, 幾項新兴科技將重塑我們的投票方式, 但每個科技都帶有自己的風險和要求,

區塊鏈式排版與分配式排版技術

區塊鏈(Blockchain), 秘密的分散式分類技術, 被提出來建立不言自明的透明投票記錄。 支持者認為區塊鏈可以讓投票不可變, 審查, 且可以由選民自行查證。 包括2018年西維吉尼亞州初级選舉( 允许海外軍人通过手機投票) 在内的一些實驗計畫都試驗了這個概念。 然而, 批評者指出區塊鏈安全取决于終點( 選民裝置) 和關鍵管理系统的完整性。 如果一個選民的電話被破壞, 投票可以被更改, 並且, 區塊鏈系統的複雜性可能會降低透明度而不是增强。 [[[FLT: 0]] 國家標準和技术研究所[FLT: 1] 已公布了提醒極度警惕的指南, 指出區塊鏈不是網路投票安全的灵藥[[ 。

远程投票和因特网投票

愛沙尼亞的網路投票仍然有爭議性:自2005年起, 愛沙尼亞公民可以使用國民身份证在網路投票。 安全研究者發現了一些弱点, 一些專家認為, 目前網路投票系統不能提供公共選舉所需的保密性和可核查性。 電子邊界基金會[ 和美國科學促进會[ 都建議在可预见的未來不使用網路投票,

人工智能和選舉廉政

人工智能(AI)提供了選舉管理有希望的工具. 機器學算法可以發現选民登记中的反常模式,標示可能重复的項目,并找出可能發出舞弊或壓抑的不定期的投票回報率. AI也可以協助重新區域,在最大程度上减少偏見時,要畫出尊重法律标准的邊界. 然而,在選舉中使用AI也引起對算法偏見、缺乏透明度以及自動假象潛在的關注. AI在投票中的任何应用都需要人體強的監督和严格的同行審查評論.

生物量测定 投票人

生物測量系統 — — 指紋、虹膜或面部認證 — — 可以简化投票站的登記程序,降低冒用身份的風險。 印度等國家在選民登記數據庫中使用生物測試認證(Aadhar ) 。 然而生物測試並非無庸置疑:它們可以被偷,而且會引起隱私性問題,因为生物測試數據如果被偷的話是無法改變的。 選舉當局必須权衡權益和大规模監控和憲法挑戰的可能性。

末端至末端(E2E-V) 投票系统

最有希望的研究方向之一是終到終可核查投票,又稱E2E-V[。在這些系統中,選民收到收据,通常是加密碼,以便他們可以確認投票是否正确,而不透露投票方式。 此外,任何人都可以稽核整條連串的投票。原型系統,如[Scantegrity和[Helios[,在小规模選舉中都已經過測試。E2E-V把紙(物理審查小徑)的优点和先进的加密(數學保障)结合起来。如果這些系統成熟,就能提供目前機器所不可能做到的透明度和完整性。

結 论

投票科技的歷史證明了人類在集体决策中建立信任的持久努力。從古希臘的石塊到现代原型的加密收據,每種工具都反映了其時代的價值和脆弱性。19世紀的机械杠杆解決了計數問題,但制造了新的維持和核對的挑戰。20世紀晚期的电子系統提高了速度和通訊率,但暴露了惊人的安全差距。21世紀新兴的科技包括鎖鏈、生物學、意識和危險。

持續的,是需要平衡的方法:创新提高通訊率和效率,但從不犧牲投票保密、個人可核查性和公共審查性等核心原理。 選舉官、安全研究者、投票權倡导者和普通公民必須共同努力塑造投票科技的未來。 民主的完整性取决于它。