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2024年の米国大統領選挙は、予測市場と市民ジャーナリズムに対する国民の関心の高まりを示した。しかし、ブロックチェーンに裏打ちされたサービスがこれまでにないほど国民に力を与えると期待される一方で、政府の将来に影響を与える最も差し迫った問題は、有権者のプライバシーとセキュリティのままである。紙のシステムはコストがかかり、時間がかかり、現在の電子投票システムはプライバシー、透明性、アクセシビリティに欠けており、民主主義への信頼を損なっている。

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ゼロ知識証明の登場です。これは、プライバシーを保護し、簡潔で、偽造不可能な証明を保証する暗号化方式であり、国政選挙に革新的なソリューションを提供します。検証可能で改ざん不可能な投票を可能にすることで、ZKP は民主的なプロセスに革命をもたらし、信頼できる当局に頼ることなく、投票者のプライバシー、選挙の完全性、透明性を確保できます。ZKP は、数学的に安全な民主主義を実現する可能性を秘めています。

紙の投票用紙がどこでどのように間違ったのかを理解する

私たちの日常生活のあらゆる機能において技術が進歩しているにもかかわらず、米国の投票システムは依然として紙の投票用紙に大きく依存しています。実際、今年 8 月には、11 月の大統領候補者への投票の 98% が紙で投じられると予測されていました。紙のシステムは安全であるとよく考えられていますが、本質的に信頼を必要とし、投票者のデータが侵害、悪用、個人情報の盗難に対して脆弱なままになっています。

さらに、従来のシステムでは、有権者が投票の正当性を確認するための透明性やメカニズムがほとんど提供されておらず、国民の懐疑心や偽情報を助長しています。たとえば、2020年の米国選挙では、有権者が結果を独自に確認する信頼できる方法がなかったため、疑惑が広く浮上しました。これまで見てきたように、安全でないシステムは信頼を損ない、選挙の正当性に関する誤解を永続させます。

従来の電子投票方法には欠陥がある

電子システムは選挙の近代化とコスト削減のために導入されましたが、依然として公正な選挙に対する大きなリスクをもたらし、セキュリティと信頼性のトレードオフを伴います。これは、これらのシステムが中央集権的な仲介者に依存しているため、改ざん、強制、プライバシー侵害に対して脆弱であるためです。

こうした問題に対処するための初期の試み、たとえばブロックチェーン ベースのシステムでは、分散化と自動集計が導入されています。しかし、こうしたブロックチェーン ベースのシステムは、スケーラビリティの問題や投票者の個人情報の保護が不十分な場合が多くありました。現在の分散型ブロックチェーン技術には真のプライバシーが欠如しているため、紙や従来の電子システムと同じく、投票者のプライバシーが侵害され、投票者の身元と投票の選択内容の両方が明らかになるリスクがあります。

必要なのは、投票者の完全性とプライバシーを確​​保し、操作を防止しながら、オンチェーンに保存されるデータを削減できる技術システムです。セキュリティを損なうことなく、より迅速かつ効率的な投票処理を可能にするシステムです。これが、ZKP テクノロジーが優れている点です。ZKP は、スケーラビリティを維持しながら透明性とプライバシーのトレードオフを解決することで、安全で検証可能かつ効率的な投票の基盤を提供します。

ZK 証明のご紹介: 有権者の誠実さに対する次世代ソリューション

ZKP は、投票者のプライバシーを保護し、スケーラブルな投票プロセスを可能にするために必要なソリューションを提供します。ZKP を使用すると、投票者は自分の身元や投票の選択を明らかにすることなく、資格や投票の有効性を証明できるため、プロセスのプライバシーと整合性の両方が保証されます。そのために、ZKP は、個人データや機密情報を開示することなく、選挙での投票の有効性などの主張を検証できるようにする数学的原理に依存しています。さらに、ZK オフチェーン計算は、ブロックチェーンベースの電子投票システムのスケーラビリティの問題に対処できます。オンチェーン ストレージ要件を削減することで、このシステムは大規模な選挙の処理を実現しながら、透明性、プライバシー、普遍的な検証可能性を維持します。

ここでは、ZKP が数学的に安全な民主主義を構築し、既存の電子投票システムの問題を解決する方法についてさらに詳しく説明します。

1. 投票者の匿名性の保護：ZKP により、投票者は、基礎となる個人データや文書を明らかにすることなく、投票やその他の文書の有効性を認証できるため、プライバシーが保護されます。これは、ZKP アルゴリズムの 3 つの要素、完全性、健全性、ゼロ知識によって可能になります。完全性は次のように機能します。ステートメント (X) が真であり、証明者と検証者の両方がプロトコルに正しく従っている場合、検証者は証明を真として受け入れる必要があります。証明は偽造できないため、信頼性が確保されます。同様に、健全性コンポーネントは、ステートメント (X) が偽の場合、全員がプロトコルに正しく従っていたとしても、検証者は証明に納得しないことを意味します。

2. 分散型記録管理の有効化: ZKP システムでは、分散型で透明性の高い台帳 (ブロックチェーン) に投票が記録され、説明責任とセキュリティが確立されます。

3. 投票の透明性と完全性の確保: ZKP は、共謀に耐性のあるシステムを実現し、投票者が自分の投票の好みを明らかにすることなく、自分の投票が正確に集計に記録されたことを確認できるようにすることで、投票プロセスにおける信頼性と完全性を確保します。

4. 数学的セキュリティの確立: ZKP は堅牢な保証を提供し、投票プロトコルが安全であることを確認します。

投票における ZKP の実際の応用

ZKP ベースの投票はもはや理論上の話ではありません。2024 年 10 月、ジョージアの主要野党である統一国民運動は、分散型デジタル ID に特化したプロトコルである Rarimo によって構築された ID アプリ「United Space」を立ち上げました。このアプリは、ブロックチェーンと ZKP を利用して安全で匿名の投票を保証し、参加に報い、投票者の ID を保護することで投票率の低さに対抗することを目指しています。

zkPassport、Anon Aandhaar、OpenPassport などの他のプロジェクトは、ZKP を ID 検証システムに統合し、プライバシー情報を公開することなく国籍や年齢などの属性情報を証明できる可能性を示しています。

ZKP ベースの識別の既存の制限

ZKP は安全な投票システムを実現する画期的な可能性を秘めていますが、特に検証にパスポートに依存しているという点など、依然として課題を抱えています。パスポートの所有は普遍的ではありません。米国人口の約 50% のみが有効なパスポートを保有しており、多くの発展途上国ではその割合がはるかに低いです。さらに、パスポートには生体認証がないため、盗難文書や偽造文書による不正行為の被害を受けやすいです。理論的には、不正な発行当局が無効な文書を作成しながらも検証に合格することで投票結果を操作できる可能性があります。

もう 1 つの根本的な課題は、失効または交換されたパスポートに関連付けられた暗号署名が永続的に存在することです。文書が無効になった場合でも、そのデジタル署名は使用可能なままであることが多く、悪用されるリスクがあります。最後に、多くの ZKP ベースのシステムは、国民 ID システム、銀行機関、またはモバイル キャリアなどの複数のソースからの証明を集約するのではなく、単一の検証ポイント (通常はパスポート) に依存しています。この依存により、システム障害や操作の可能性が高まります。

これらの課題の解決策は、本人確認のソースを拡大し、多様で信頼できる証明者からの証明を含めることです。パスポート確認プロセスに生体認証を組み込むことで、盗難または借用された文書に関連するリスクを大幅に削減できます。さらに、古い署名を無効化できる暗号化標準を開発することで、取り消された文書や置き換えられた文書によって生じる脆弱性に対処できます。

ZKP は、安全な投票におけるパラダイムシフトを表し、従来のシステムとブロックチェーンベースのシステムの脆弱性に対処します。数学的に安全でプライバシーを保護する選挙を可能にすることで、ZKP は信頼、透明性、民主的なプロセスへの参加を促進する可能性があります。ZKP テクノロジーが進化するにつれて、安全なだけでなく、より包括的で公平で参加型の民主主義を実現する可能性を秘めています。

この記事は、Andre Omietanski と Amal Ibraymi の共著です。

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著者: アンドレ オミエタンスキー & アマル イブライミ

アンドレ・オミエタンスキーは、Aztec Labs の法務顧問です。同社は、開発者がコンプライアンスを確保しながらプライバシー保護アプリケーションを構築できるようにする、イーサリアムのプライバシー優先レイヤー 2 を開発しています。アンドレは、ロンドンの White & Case で 10 年以上勤務し、現在は法務顧問として勤務し、複雑な従来型金融取引に関する広範かつグローバルで多様な経験を積みました。Aztec Labs に入社する前は、イーサリアム、コスモス、ポルカドットのエコシステムにおける初期段階のスタートアップ企業で暗号アドバイザーを務めていました。

 

Amal Ibraymi は Aztec Labs の法律顧問で、プライバシー強化技術と分散型金融を推進する同社の法的取り組みをサポートしています。Aztec に入社する前は、Willkie Farr & Gallagher のニューヨークおよびパリ オフィスでプライバシー アソシエイトとして勤務し、データ保護、暗号化、グローバル プライバシー コンプライアンスについて助言していました。また、ニューヨーク市の国連事務局の法務部、香港の国際商業会議所の国際仲裁裁判所、パリ本部の OECD のプライバシー フェローとして勤務した経験もあります。Amal は米国とフランスの両方で教育を受けており、ニューヨーク大学ロースクールで法学修士号、パリ政治学院で法学博士号/修士号を取得しています。