مسح ضوئي للثقوب

بانش سكان هو نظام عد أصوات يعتمد على المسح الضوئي، ابتكره عالم التشفير ديفيد تشاوم . صُمم بانش سكان لضمان النزاهة والخصوصية والشفافية. يتميز النظام بإمكانية التحقق من هوية الناخب، ويوفر آلية تدقيق شاملة ، ويصدر إيصال اقتراع لكل ناخب. وقد فاز النظام بالجائزة الكبرى في مسابقة أنظمة التصويت الجامعية لعام 2007 .

برنامج الحاسوب الذي يتضمنه برنامج Punchscan مفتوح المصدر ؛ وقد نُشرت شفرته المصدرية في 2 نوفمبر 2006 بموجب ترخيص BSD مُعدّل . ^{[ 1 ]} ومع ذلك، فإن Punchscan مستقل عن البرمجيات؛ إذ يستمد أمانه من وظائف التشفير بدلاً من الاعتماد على أمان البرمجيات كما هو الحال في أجهزة التصويت الإلكتروني المباشر (DRE) . لهذا السبب، يمكن تشغيل Punchscan على أنظمة تشغيل مغلقة المصدر ، مثل Microsoft Windows ، مع الحفاظ على سلامة بياناته بشكل كامل.

قام فريق Punchscan، بمساعدة مساهمين إضافيين، بتطوير Scantegrity منذ ذلك الحين .

تتكون ورقة الاقتراع الإلكترونية من طبقتين من الورق. في الطبقة العلوية، تُدرج أسماء المرشحين مع رمز أو حرف بجانب كل اسم. أسفل قائمة المرشحين، توجد سلسلة من الثقوب الدائرية في الطبقة العلوية من ورقة الاقتراع. داخل هذه الثقوب في الطبقة السفلية، تُطبع الرموز المقابلة.

للإدلاء بصوتك لأحد المرشحين، يجب على الناخب تحديد الفتحة التي تحمل الرمز المطابق للرمز الموجود بجانب اسم المرشح. تُعلّم هذه الفتحة بقلم حبر كبير الحجم، على غرار قلم لعبة البنغو . بعد ذلك، يفصل الناخب ورقة الاقتراع، ويختار إما الطبقة العلوية أو السفلية للاحتفاظ بها كإيصال ، ثم يمزق الطبقة الأخرى. يُمسح الإيصال ضوئيًا في مركز الاقتراع لفرز الأصوات .

يُحدد ترتيب الرموز بجانب أسماء المرشحين عشوائيًا لكل ورقة اقتراع، وبالتالي يختلف من ورقة لأخرى. وينطبق الأمر نفسه على ترتيب الرموز في الفتحات. لهذا السبب، لا تحتوي الإيصالات على معلومات كافية لتحديد المرشح الذي تم التصويت له. إذا تم الاحتفاظ بالطبقة العلوية، يبقى ترتيب الرموز عبر الفتحات مجهولًا. وإذا تم الاحتفاظ بالطبقة السفلية، يبقى ترتيب الرموز بجانب اسم المرشح مجهولًا أيضًا. وبالتالي، لا يستطيع الناخب إثبات كيفية تصويته لأي شخص آخر، مما يمنع شراء الأصوات أو ترهيب الناخبين.

كمثال، لنفترض انتخابات بين مرشحين اثنين، كوكاكولا وبيبسي ، كما هو موضح في الرسم التخطيطي السابق. يمكن أن يكون ترتيب الأحرف بجانب أسماء المرشحين A ثم B، أو B ثم A. سنسمي هذا الترتيب${\displaystyle P_{1}}$ودع${\displaystyle P_{1}}$= 0 للترتيب السابق و${\displaystyle P_{1}}$=1 بالنسبة للأخير. لذلك،

${\displaystyle P_{1}}$ترتيب الرموز بجانب قائمة المرشحين،

${\displaystyle P_{1}\in \{0,1\}=\{{\mbox{AB}},{\mbox{BA}}\}\,}$.

وبالمثل، يمكننا التعميم على أجزاء أخرى من ورقة الاقتراع:

${\displaystyle P_{2}}$ترتيب الرموز عبر الثقوب،

${\displaystyle P_{2}\in \{0,1\}=\{{\mbox{AB}},{\mbox{BA}}\}\,}$.

${\displaystyle P_{3}}$: أي ثقب مُعلّم،

${\displaystyle P_{3}\in \{0,1\}=\{{\mbox{الأول}},{\mbox{الثاني}}\}\,}$.

${\displaystyle R}$نتيجة الاقتراع،

${\displaystyle R\in \{0,1\}=\{{\mbox{كوكاكولا}},{\mbox{بيبسي}}\}\,}$.

لاحظ أن ترتيب أسماء المرشحين ثابت في جميع أوراق الاقتراع. ويمكن حساب نتيجة الاقتراع مباشرةً على النحو التالي:

${\displaystyle R=P_{1}+P_{2}+P_{3}{\bmod {2}}\,}$ ( المعادلة 1 )

لكن عندما يتم تمزيق طبقة واحدة من ورقة الاقتراع، إما${\displaystyle P_{1}}$أو${\displaystyle P_{2}}$تم تدميرها. لذلك، لا توجد معلومات كافية لإجراء الحساب${\displaystyle R}$من الإيصال (الذي يتم مسحه ضوئياً). ولحساب نتائج الانتخابات، يتم استخدام قاعدة بيانات إلكترونية.

قبل الانتخابات، يتم إنشاء قاعدة البيانات بسلسلة من الأعمدة على النحو التالي. يمثل كل صف في قاعدة البيانات ورقة اقتراع، ويتم خلط ترتيب تخزين أوراق الاقتراع في قاعدة البيانات (باستخدام مفتاح تشفير يمكن لكل مرشح المساهمة به ). العمود الأول،${\displaystyle D_{1}}$، يحتوي على ترتيب عشوائي للأرقام التسلسلية.${\displaystyle D_{2}}$يحتوي على سلسلة بتات شبه عشوائية تم إنشاؤها من المفتاح، وسيعمل كتشفير تدفق .${\displaystyle D_{3}}$سيتم تخزين نتيجة وسيطة.${\displaystyle D_{4}}$يحتوي على جزء صغير بحيث:

${\displaystyle D_{2}+D_{4}=P_{1}+P_{2}{\bmod {2}}\,}$

سيتم تخزين نتيجة كل ورقة اقتراع في عمود منفصل،${\displaystyle R}$حيث سيتم إعادة ترتيب أوراق الاقتراع مرة أخرى.${\displaystyle D_{5}}$يحتوي على رقم الصف في${\displaystyle R}$العمود الذي ستوضع فيه النتيجة.

بعد إجراء الانتخابات و${\displaystyle P_{3}}$تم مسح القيم ضوئيًا،${\displaystyle D_{3}}$يتم حسابها على النحو التالي:

${\displaystyle D_{3}=P_{3}+D_{2}{\bmod {2}}\,}$

ويتم حساب النتيجة على النحو التالي:

${\displaystyle R=D_{3}+D_{4}{\bmod {2}}\,}$

هذا يعادل المعادلة 1،

${\displaystyle {\begin{aligned}R&=(D_{3})+D_{4}{\bmod {2}}\\&=(P_{3}+D_{2})+D_{4}{\bmod {2}}\\&=P_{3}+(D_{2}+D_{4}){\bmod {2}}\\&=P_{3}+(P_{1}+P_{2}){\bmod {2}}\end{محاذاة}}}$

تم نشر عمود النتائج، ونظرًا لخلط أوراق الاقتراع (مرتين)، فإن ترتيب النتائج في العمود لا يُشير إلى رقم ورقة الاقتراع التي تنتمي إليها كل نتيجة. وبالتالي، لا تستطيع الجهة المسؤولة عن الانتخابات تتبع الأصوات إلى أرقامها التسلسلية.

لا يُشير إيصال الاقتراع إلى المرشح الذي صوّت له الناخب، وبالتالي فهو ليس معلومة سرية. بعد الانتخابات، تنشر الجهة المسؤولة عن الانتخابات صورةً لكل إيصال على الإنترنت. يستطيع الناخب البحث عن بطاقة اقتراعه بإدخال الرقم التسلسلي، والتأكد من تطابق المعلومات الموجودة لدى الجهة المسؤولة عن الانتخابات مع بطاقته. وبهذه الطريقة، يطمئن الناخب إلى أن صوته قد أُدلي به كما هو مُراد .

يمكن لأي ناخب أو جهة معنية الاطلاع على جزء من قاعدة البيانات للتأكد من صحة حساب النتائج. لا يمكنهم الاطلاع على قاعدة البيانات بأكملها، وإلا سيتمكنون من ربط الأصوات بأرقام الاقتراع التسلسلية. مع ذلك، يمكن الاطلاع على نصف قاعدة البيانات بأمان دون انتهاك الخصوصية. ويتم اختيار أحد الخيارين عشوائيًا: فتح قاعدة البيانات أو عدم فتحها.${\displaystyle \{D_{1},D_{2},D_{3}\}}$أو${\displaystyle \{D_{3},D_{4},D_{5}\}}$(يمكن استخلاص هذا الاختيار من المفتاح السري أو من مصدر عشوائي حقيقي ، مثل النرد ^{[ 2 ]} أو سوق الأسهم ^{[ 3 ]} ). يتيح هذا الإجراء للناخب أن يكون واثقًا من أن جميع أوراق الاقتراع قد تم احتسابها على أنها مدلى بها .

إذا تم احتساب جميع الأصوات كما تم الإدلاء بها وكما هو مقصود ، فإن جميع الأصوات تُحتسب كما هو مقصود . وبالتالي، يمكن إثبات نزاهة الانتخابات بنسبة عالية جدًا.

لزيادة نزاهة انتخابات نظام "بانش سكان"، يمكن اتخاذ عدة خطوات إضافية للحماية من سلطة انتخابية فاسدة تماماً.

• تشفير التدفق
• خطة الالتزام
• إثبات المعرفة الصفرية

• الصفحة الرئيسية للمشروع
• تقديم طلب Vocomp - وثيقة شاملة من 80 صفحة تشرح جميع جوانب النظام
• الديمقراطية الإلكترونية - مقابلة صوتية مع ديفيد تشاوم على برنامج "الكوكب الرقمي" التابع لبي بي سي وورلد .
• جعل كل صوت إلكتروني مهماً — مجلة IEEE Spectrum .
• التصويت الشفاف والمفتوح باستخدام نظام Punchscan: الجزء الأول والجزء الثاني
• مقابلة صوتية مع ديفيد تشاوم بعنوان "المستقبل "