블록체인을 이용한 전자투표

블록체인을 이용한 전자투표

전자투표란?

정의 : 컴퓨터를 활용한 투표방식이나 투표 제도

(장점)
● 투표 과정이 쉽고 빨라져 투표율을 높일 수 있다.
● 인건비나 선거용지비용 같은 부분에서 선거비용을 절약할 수 있다.
● 빠르게 개표가 가능하다.

현재 전자 투표의 문제

시스템 보안, 신원확인, 비밀투표의 원칙 침해, 조작과 부정행위의 위험 가능성의 문제가 있다.

문제점 사례 – 개인정보 유출, 투표 조작과 부정행위

미국 투표자 유출 사례.png

미국에서 수백만 명의 투표자 기록이 유출되는 사건이 발생했다. 유출한 업체인 딥루트애널리틱스는 미국 공화당 전국위원회(RNC: Republican National Committee)를 대행해 이 같은 정보를 수집 및 분석하는 업체이다. 유출된 정보에는 투표자의 생년월일, 집 주소 및 우편배달 주소, 전화번호, 당파성, 인종 정보, “재구성된(modeled)” 투표자 프로필 등이 포함됐다.

한국 전자개표기 조작.png

이라크 총선에 사용된 한국산 전자개표가 수작업으로 재검표한 결과 전자개표기에 의한 결과와 실제 결과가 50%의 차이가 난 사례이다. 특정 정당들을 위한 조작과 부정행위에 이용된 것이다. 이러한 사례를 보면 전자투표에 대한 신뢰성도 없어질 것이다.

전자투표를 도입해야하는 이유

에스토니아.png

에스토니아는 전자투표를 하는 대표적 나라라고 할 수 있다. 신원확인을 할 수 있는 ID 카드를 만들고 그 카드를 이용해 전자투표를 실행하고 있다. 전자투표로 인해 투표용지의 인쇄나 개표에 드는 비용을 혁신적으로 줄였고 디지털 서명만으로도 국내 총총생산(GDP)의 2%를 절약하고 있다고 한다. 국내에도 전자투표를 도입한다면 종이로 투표할 경우 인당 약 5000원의 비용이 필요하지만 온라인 투표의 경우 400원에 불과해 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한 에스토니아에서는 전자투표를 가장 많이 이용하는 세대는 65세 이상의 고령층이라고 한다. 한국 고령자의 비율이 계속 증가하고 있다. 한국에서도 몸이 불편한 고령자나 장애인들이 빠르고 쉽게 투표에 참여할 수 있게 만들 수 있는 방법이기 때문이다.

어떤 문제를 해결하는가?

앞에서 문제였던 개인정보 유출과 위변조에 대한 위험 전자투표를 도입하지 못했는데 블록체인 기술을 접목하면 이러한 문제를 해결할 수 있다.

블록체인 기술은 중앙기관 없이 P2P 방식을 이용해 블록을 독립적으로 검증하고 보유기록을 변경해야 하므로 위변조가 매우 어렵다. 이를 전자투표시스템에 적용 시 무결성과 투표결과에 대한 투명성이 확보되므로 신뢰성과 보안성을 높일 수 있다.

만약 이를 통해 사용자들로 하여금 신뢰를 확보할 수 있다면 참여율과 투표율 상승을 통해 직접 민주주의 실현 힘이 강해질 것이다.

문제 해결을 위해서 블록체인의 무슨 특성을 이용하는가?

P2P 방식의 분산 원장 기술인 블록체인은 탈중앙화, 투명성, 익명성, 변조 방지의 특성을 가지며 이를 전자투표 시스템에 적용 시 투표과정의 안전성을 높여준다.

(탈중앙화) - 중앙기관 없이 P2P 방식을 이용해 독립적으로 검증한다.
(투명성) - 참가자 모두에게 장부를 공개하므로 모든 결과의 불일치와 오류가 모니터링된다
(익명성) - 이더리움의 계정 생성 방식은 개인정보가 연결되어 있지 않기 때문 에 익명성을 제공한다.
(변조방지) - 투표 값이 기록된 블록체인에 대한 접근권한이 없으므로 불합리한 조작을 방지한다.

어떻게 동작하는지?

모든 투표 시스템은 이더리움 블록체인의 스마트 컨트랙트 형태로 동작한다.
블록의 채굴 매커니즘은 기존 이더리움 환경과 동일하게 동작한다.
개인키와 공개키를 이용하여 개인을 식별하도록 한다.

트랜젝션.png
2.png
DB에 저장된 신원 정보가 일치하면 인증기관에서 사용자의 휴대전화로 OTP 인증을 요청하는 것을 통해 인증이 성공하면 휴대폰에 랜덤한 Seed로부터 파생된 블록체인의 주소가 스마트 컨트랙트에 등록된다.

3.png

이더리움 기반의 솔리디티 언어를 사용하여 스마트 컨트랙트를 구현한다.

블록체인 트랜잭션의 공개성을 고려하여 사용자에 게는 후보자의 블록체인 주소와 발행되는 토큰의 종류를 감추며 단지 후보자의 기호번호만 모바일 앱에 공개하여 공개형 블록체인 환경에서도 추할 수 없도록 한다.
또한 매 투표시기별로 새로운 토큰을 생성하여 투표를 진행한다.(토큰은 투표권을 의미한다.)
토큰은 투표기간 내에만 행사할 수 있게 하며, 1번 이상 투표를 시도했을 경우 재투표가 되도록 한다.

블록체인을 이용한 전자투표의 전망

블록체인 법안 발의.png

블록체인 기술 정부가 육성.png

국내에서도 블록체인을 이용한 전자투표 도입을 위한 법안 발의나 지원이 이루어지고 있다.

참고 문헌

<참고 논문>
● 1. 이더리움 블록체인기술을 적용한 전자투표시스템 사례연구 – 박연아, 김종현, 김인규
● 2. 블록체인 기반 교내 전자투표 시스템 – 선기정, 정채린, 조은아, 이종호, 김희, 김우, 이경 (부경대학교 IT융합응용공학과)
● 3. 블록체인 산업 현황 및 동향 - ITFIND

<참고 기사>
● 미 투표자 개인정보 수백만 건 유출...AWS 대규모 노출 잇따라 – https://www.boannews.com/media/view.asp?idx=55409#
● 한국전자개표기, 득표수 이어 투표수까지 조작 관여- http://www.skyedaily.com/news/news_view.html?ID=75305
● ‘전자정부’ 에스토니아에서 배우자 – http://magazine.hankyung.com/business/apps/news?nkey=2017052901122000041&mode=sub_view
● 블록체인이 선거를 바꾼다…한국도 법안 발의 - https://www.blockmedia.co.kr/archives/53410
● [EBF2018]"블록체인 기술 육성하겠다" 정부·서울시 한 목소리 - http://www.edaily.co.kr/news/read?newsId=02686326619410312&mediaCodeNo=257&OutLnkChk=Y

<참고 문헌>
네이버 백과사전

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