【评级】Agora：区块链技术能保证投票的公开透明吗？

上周，V神在Twitter上发了一段关于电子投票的内容，大意是说：在投票过程中，可能存在收买选票的问题，并提出区块链加密技术是否可以解决这个问题。

除V神对电子投票不感冒外，美国人也是。

美国人说：我们选举很少有人使用电子投票器。因为它既不能抵御黑客，又不能白纸黑字的留下记录，容易被篡改。

目前Agora正试图解决这些问题：

1.   解决当前投票系统中可能被篡改的点；
2.   为投票过程提供更高透明度；
3.   为投票人提供隐私保护；
4.  更低成本的投票解决方案。

Agora成立于2015年，是一家位于瑞士的投票技术公司。致力于用可验证的区块链投票技术在世界各地推行公开透明的选举，满足投票过程中对公开透明、隐私保护、不被胁迫、开销控制和保障参与的要求。

那么问题来了，Agora技术架构是什么？又如何保证投票过程的防篡改呢？ 

1.   技术架构

Agora建立了一个基于区块链技术的多层架构，其中包括Agora团队开发的几项创新：Skipchain，Cotena 和Valeda。

Agora链也被称为公告板（Bulletin Board），是一个基于Skipchain架构的分布式账本。公告板上的数据是通过Cotena层加密连接到比特币区块链上，保障数据的不可篡改和去中心化。

Agora由五个技术层组成：公告板区块链、Cotena、比特币区块链、Valeda网络和投票应用程序。在整个选举过程中，这些技术层相互通信，以提供可审核的、加密安全的投票环境。 

1.1公告板区块链

公告板是Agora网络中的区块链，它由Agora和经过认证的第三方（共识节点）运行的允许写入节点以及世界上任何人都可以运行的只读节点组成。这个区块链网络提供了整个选举过程中所有数据的不可篡改记录，并充当通信通道、内存和永久数据存储系统。

公告板是一个分布式的数据库，任何一方只要获得正确的身份验证，都可以将有签名的消息和声明发送到区块链。这种向区块链发送加密签名和身份验证数据的过程，使Agora平台上整个选举过程都是安全的、私密和可审查的。

公告板区块链基于Skipchain架构，使用拜占庭共识机制，交易速度和验证速度都非常快。

1.2 Cotena

公告板与第二层Cotena进行交互，Cotena是基于Catena模式的，Catena是建立在比特币区块链上的防篡改日志机制。这一层将公告板与比特币区块链连接起来，为数据提供了去中心化的防篡改性。 

1.3 比特币区块链

比特币区块链是一个去中心化账本，它记录了在比特币的点对点网络上发生的所有交易。去中心化区块链上存储的数据是不可篡改的，因此区块链是一个值得信赖的数据来源。

Agora使用比特币区块链来存储需要完全去中心化的特定数据。比特币网络目前是世界上最大的去中心化计算机网络之一，它提供数据防篡改性，因此被认为是高度安全的。

Cotena定期在比特币区块链上存储Skipblock的哈希值，并允许任何人验证Cotena日志和公告板是否保持不变。

1.4 Valeda网络

Valeda层是一个由节点组成的去中心化网络，它验证公告板上的选举结果。这一层提供最终的公开证据，证明公告板数据的真实性和选举结果的有效性。

Valeda网络由公民审计节点（Citizen Auditor Nodes）组成，这些节点计算验证各个投票过程中的密码证明，包括选票记录、匿名化、解密、计数等。

一旦选举期结束，选票由Cothority计算，Valeda网络中的所有公民审计节点都将对结果进行验证。公民审计节点由进行抵押的代币持有者运行。

1.5 投票应用系统

投票应用程序允许通过认证的投票者在Agora网络上参与选举。

这个应用程序从选举事件的配置文件中下载信息，并显示相关投票信息，如候选人和选项。

然后，投票者能够在他们的选票中选择候选人，这在发送到公告栏之前是加密的。

最后，投票应用程序允许投票者确认他们设备上的加密机制正常工作，并确认他们所投出的选票已被添加到总数中。

2．投票流程

Agora网络上的投票是通过一个有固定方法但可定制的投票过程来管理的。在整个投票过程中，会确保可验证性、私密性、去中心化和可扩展性，使用户能在一个完全可验证的数字投票平台上进行投票。

Agora的投票过程由六个步骤组成，这六个步骤共同组成了一个值得信任且可验证的投票解决方案。具体步骤如下：

2.1 新建：发布投票事件
管理人员通过创建一个配置文件来开始投票事件，该事件包含特定事件的参数，例如负责人的身份、合格的投票者、匿名节点、投票开始和结束的时间、选举类型、候选人列表等。

一旦将选举参数输入到配置文件中，负责人就会通过密码哈希函数为配置文件生成唯一的密码标识符，这个哈希函数可以当作投票事件的ID。负责人使用标识符对配置文件进行签名，以证明是投票事件的组织者。负责人签名之后，配置文件存储在Agora的公告板上。

一旦配置文件发布到公告板上，公众就可以进行审查。如果配置文件被公众和其他相关方接受，就可以进行投票。

2.2投票：通过虚拟票亭提交选票
投票开始后，每个合格的投票者可以提交投票。

投票者可以通过一个指定的投票设备访问“虚拟”的投票亭，这样他就可以填写、审阅、加密和提交一个选票。

Agora允许投票者使用自己的计算机或传统投票中心的投票机器进行投票。无论投票者使用哪种设备，投票软件都会从公告栏中获取数据，并使投票者完成投票。

2.3 匿名：Agora网络上所有投票者都是匿名的
每一种投票制度都必须保证其投票者的隐私权。

Agora确保当选票被清点时，选票不会与投票者联系起来。投票结束后，Agora网络通过混合网络，将在公告板上投出的加密选票匿名。

混合网络是一组服务器，它依次对给定数据集进行多次重新加密，其中每一次重新加密的正确性都由零知识证明来保证。

2.4 解密：Agora网络解密匿名选票
为了执行计票过程，Cothority节点将对匿名选票进行集体解密，并在公告板上公布解密正确性证明。

2.5 计票：统计所有选票
解密阶段结束后，Agora节点对所有有效的解密选票进行统计，并在公告板上发布最终结果。

2.6 审计：审计员和观察员对选举结果的有效性进行审查

Agora平台可以在每个阶段对选票和投票结果进行审查。

基于区块链的公告板、Cotena日志和Valeda 网络是系统的重要组成部分，可以增强审计能力。公众可以使用这些审计能力来验证公告板数据。 

3.存在的问题

Agora解决了当前投票系统中可能被篡改的问题，提高投票的透明度，为投票人提供隐私保护，并降低了投票成本。但Agora本身仍然存在一些问题。

3.1身份验证

在任何投票事件中，投票者的身份验证都是一个巨大的挑战。
例如，一些不合格的投票者使用他人的名字进行远程投票。在区块链背景下，选民的身份验证依赖于技术发展和推广，更具有挑战性。

3.2投票的可靠性

在投票过程中，可能存在收买选票的问题。人们有可能迫于外界的压力和利益，改变内心的投票决定。

3.3零知识证明

隐私保护和匿名可验证性依赖零知识证明，而零知识证明本身的代码化实现还有很长的路要走，技术实现难度比较高。

由此看来，将投票上链，仍然任重道远。不过，即使能够实现将投票上链，又如何能保证最终结果尽如人意呢？