Explicando Vota en detalle: explorando la tecnología de votación óptima, infraestructura de propósito especial para el gobierno comunitario descentralizado

Blockchain puede funcionar más allá de la moneda y las transacciones financieras. Una de esas aplicaciones no financieras es que blockchain puede mejorar en gran medida las áreas de votación y gobernanza. En este documento, exploramos un enfoque para construir una cadena de bloques de propósito especial con una infraestructura diseñada para facilitar la actividad de votación basada en MACI. Esta infraestructura debe incluir una cadena de bloques liviana que actúe como un servidor de marca de tiempo y aloje la lógica, así como las herramientas necesarias para reducir los costos del usuario/maximizar la experiencia del usuario. Como tal, debería ser la nueva plataforma fundamental para una nueva generación de tecnología de votación. Antes de profundizar en los detalles, primero revisemos la historia de la tecnología de votación y cómo ha evolucionado la votación dentro de la comunidad blockchain.

La evolución de la tecnología de votación

Del griego antiguo Kleroterion [1] Tecnología de votación a modernas máquinas de votación electrónica.

La tecnología de votación tiene una larga historia [2] . Es muy importante para la sociedad humana, pero su desarrollo es muy lento. elecciones generales del Reino Unido 2019 [3] Todavía confiando en las boletas escritas a mano, otros estados-nación usan máquinas de votación electrónicas de código cerrado [4] , es fácil traer controversia a los resultados de la gobernanza [5] 。

La adopción de tecnología de votación moderna ha aumentado la eficiencia, pero no ha tenido mucho éxito en abordar la transparencia y la verificabilidad.

No hace falta decir que la integridad de la votación es muy importante para la transferencia de poder, la toma de decisiones de asuntos importantes o la asignación de recursos. Si las personas no pueden ponerse de acuerdo sobre cómo votar las decisiones de gobernanza, no pueden cooperar entre sí y aumenta la fricción. La fricción puede causar problemas, desde disputas hasta guerras.

Si bien la tecnología de votación se está desarrollando lentamente, la transparencia no ha mejorado en mucho tiempo. Desde el Kleroterion hasta las boletas de papel y las máquinas de votación electrónicas y de escaneo óptico, la verificación aún depende de personas confiables y organizaciones de auditoría. El costo de confirmar y revisar los resultados de la votación puede ser prohibitivamente alto [6] . Está claro que hay margen de mejora.

Entonces, ¿cuál es la tecnología de votación ideal? De hecho, este no es un problema difícil. Podemos crear fácilmente una "lista de deseos":

(1) Infraestructura de código abierto;

(2) albergar programas de código abierto para la lógica de votación;

(3) Mantener un registro permanente de todos los votos en orden;

(4) Capaz de verificar criptográficamente los resultados;

(5) anticolusión;

(6) Protección de la privacidad;

(7) Los costos de votación son bajos.

Si podemos construir un sistema de código abierto que se pueda mejorar continuamente, lograremos gradualmente los objetivos anteriores. Las mejoras y reducciones de costos en la tecnología de votación pueden permitir que las organizaciones y comunidades más pequeñas se beneficien del uso de tecnología a la que antes no tenían acceso, lo que agrega enormes externalidades positivas.

Votación y gobernanza dentro de la comunidad blockchain

La votación y la gobernanza no son nuevas en la comunidad de blockchain porque muchas comunidades de blockchain están distribuidas y deben confiar en la gobernanza para impulsar las transacciones.

La cadena de bloques en sí puede registrar votos de manera transparente y verificar los resultados de los votos. Estas propiedades han sido utilizadas por la comunidad de blockchain para la gobernanza, como la votación de tokens de instantáneas. [7] y Cosmos Gobernanza Propuesta de Votación [8] Actividad. Como resultado, la comunidad de blockchain puede votar sobre propuestas y decidir sobre asuntos importantes de gobernanza sin tener que pasar por un proxy centralizado o reuniones presenciales.

ClaytnPlaza [9] una propuesta en proceso [10] Pide a los validadores que voten en cadena. La propuesta busca un plan de gasto fiscal trimestral [11] aprobación.

El ejemplo anterior utiliza la sencilla regla de 1 token 1 voto: la cantidad de poder de voto que tiene depende de su participación en la red o el protocolo. Obviamente, podemos crear otra lógica de votación siempre que tenga sentido. La capacidad de programación de blockchain hace que sea más fácil y práctico implementar una lógica de votación no tradicional.

Un ejemplo es la votación cuadrática. [12] (QV), un esquema de votación que está ganando popularidad en la comunidad blockchain. En la ronda QV, un usuario puede expresar su preferencia gastando Créditos de Voz en un tema en particular. Pero si un votante quiere emitir más de un voto sobre el mismo tema, el costo de los créditos de voto por voto aumenta. Así, el costo total de votar aumenta cuadráticamente, evitando preferencias extremas de usuarios con excesivo poder de voto.

financiación cuadrática [13] rondas de votación en la cadena de bloques de Aptos. Los resultados de la votación se registran en la cadena y se puede verificar la lógica de votación.

Hay muchos parámetros a considerar al elegir un método de votación en particular. Por ejemplo, una compensación es elegir la votación en la cadena o la votación fuera de la cadena. La lógica de votación en cadena puede ser más verificable y transparente, pero las tarifas de transacción pueden ser una carga significativa. Por el contrario, la lógica de votación fuera de la cadena puede ser más barata, pero al mismo tiempo menos transparente y verificable. Sin embargo, la votación dentro y fuera de la cadena no es una alternativa. Podemos diseñar esto fácilmente como un sistema híbrido en el que parte del proceso ocurre en la cadena y el resto se realiza fuera de la cadena.

Más allá del costo, hay preocupaciones de privacidad. La privacidad es importante por dos razones. Primero, en muchos casos, los usuarios estarían menos preocupados por votar si pudieran votar de forma anónima (privacidad entre usuarios y organizadores). Además, la privacidad entre los usuarios puede ayudar a prevenir el soborno de votos y lograr efectivamente la lucha contra la colusión.

Una forma en que podemos minimizar el cómputo en la cadena y al mismo tiempo reforzar la integridad fuera de la cadena es mediante el uso de pruebas de conocimiento cero. [14] . Una idea simple es que si los cálculos fuera de la cadena se pueden verificar a través de pruebas de conocimiento cero, podemos mover la mayoría de los cálculos fuera de la cadena. Si los mensajes se cifran aún más, podemos mejorar la privacidad. MACI [15] es el marco mínimo para lograr esto.

La ronda de votación de MACI mueve el conteo de votos fuera de la cadena. Finalmente, la validez de los resultados de la verificación en la cadena se demuestra mediante el conocimiento cero.

En una ronda de votación MACI, los votos se encapsulan en un mensaje cifrado con una clave pública generada por el administrador de la ronda (operador) y se envía al contrato inteligente. Por lo tanto, todos los mensajes tienen un "sello de tiempo" de la cadena de bloques, creando una cadena de mensajes de información de votación.

Cuando finaliza la ronda de votación, el administrador descarga todos los mensajes, los descifra y cuenta los votos en orden inverso. Luego, el resultado se publica junto con una prueba de conocimiento cero que puede verificarse en el contrato inteligente (o por cualquier otra persona), lo que marca la validez del resultado publicado y la corrección del procesamiento del mensaje.

Todo el proceso mantiene cálculos mínimos en cadena al tiempo que garantiza la integridad de los resultados publicados. También proporciona privacidad y resistencia a la colusión entre usuarios.

¿Cómo funciona MACI en productos reales?

MACI ahora es utilizado por DoraHacks [16] Utilizado por varias comunidades de hackathon en el sitio web para votar por sus proyectos de hackathon favoritos. Así que tomemos la ronda MACI de DoraHacks como ejemplo.

OpenSea y Replit Hackathon utilizarán MACI para la votación de los jueces en 2022

Después de que se envió el proyecto de hackatón (BUIDL), el organizador seleccionó 12 equipos BUIDL de todos los trabajos enviados. Se invitó a 10 jueces a votar por los 12 equipos BUIDL ya distribuir un premio de $25,000. 10 jueces fueron incluidos en la lista blanca para inscribirse en la ronda de votación y enviaron un total de 39 mensajes al contrato inteligente MACI implementado en Polygon.

Una vez finalizada la votación, el administrador (DoraHacks) cuenta los votos y publica el resultado final en la tabla de clasificación, y luego proporciona una prueba de conocimiento cero para verificar la tabla de clasificación.

Clasificación de los resultados de la votación de OpenSea x Replit Hackathon.

Una prueba de conocimiento cero para verificar los resultados que se muestran en la tabla de clasificación.

Como marco general, MACI se puede utilizar para casos de uso de votaciones más allá de la votación de jueces de hackathon y la votación de la comunidad de código abierto. Sin embargo, la adopción de MACI para más casos de uso de votaciones es sorprendentemente rara. En términos más generales, la votación de blockchain en sí aún no se ha adoptado en el mundo real.

Los beneficios de usar blockchain para mejorar la tecnología de votación son claros, pero ¿por qué el mundo real no avanza? Incluso dentro de la comunidad de blockchain, las ventajas de MACI son obvias, ¿por qué MACI no es ampliamente adoptado por la comunidad descentralizada?

Una de las principales razones de la lenta adopción de la tecnología de votación avanzada no es la baja demanda, sino la dificultad de usar la tecnología. En otras palabras, necesitamos mejorar la tecnología, proporcionar una mejor UX/UI para los productos de votación modernos y reducir el costo de uso para los usuarios.

experiencia de usuario

Además de la gobernanza comunitaria de código abierto, también necesitamos crear más interfaces para que los usuarios utilicen la nueva tecnología de votación. DoraHacks proporciona fondos para el ecosistema Web3 y la comunidad de hackatones con los mejores productos de toda la industria. Aunque las interfaces de DoraHacks.io tienen casos de uso específicos, se pueden simplificar y luego generalizar para crear más interfaces para más casos de uso.

Aún no se ha determinado una estrategia de front-end específica. Sin embargo, una buena experiencia de usuario es fundamental para la adopción de la tecnología, incluso dentro de la comunidad de blockchain, y esto es importante para los desarrolladores de Dora Factory.

Tasas de votación

Una cadena de bloques de uso general debe estar lo más descentralizada posible y proporcionar una infraestructura única para todo tipo de aplicaciones. Estas cadenas de bloques no están diseñadas para optimizarse para ningún tipo de aplicación en particular, especialmente aplicaciones no monetarias o no financieras. Al mismo tiempo, las tarifas de transacción fluctúan cuando hay una gran cantidad de aplicaciones que compiten por el mismo conjunto de recursos informáticos. La imprevisibilidad de los costos puede significar problemas para votar.

Con este fin, Dora Factory probó recientemente un [17] de nuevos productos. La idea de Vota es experimentar con cadenas de bloques de propósito especial y usarlas para optimizar continuamente la tecnología de votación y la experiencia del usuario. Actualmente, Vota todavía está en su infancia. Sin embargo, podemos imaginar varias formas diferentes de Vota.

Contrato inteligente temporal

Así es como se admiten actualmente las rondas de votación en DoraHacks.io. Cada ronda de votación se implementa como un contrato inteligente separado en una cadena de bloques específica. En su mayor parte, Ethereum generalmente no puede admitir directamente la mayoría de los escenarios de votación (razón por la cual Snapshot es el producto predeterminado utilizado por la comunidad Ethereum). Actualmente, Polygon y BNBChain son opciones populares para la mayoría de los organizadores de subvenciones y hackatones en DoraHacks.

Contratos inteligentes efímeros en la cadena de bloques L1, todos los mensajes de votación se envían a L1.

El uso de contratos inteligentes efímeros no es del todo malo. Es flexible y se puede implementar en cualquier lugar según sea necesario. Para los usuarios de DoraHacks, hasta ahora funciona bien, pero no satisface todas las necesidades de votación por igual.

L2 Vota

Si creamos una infraestructura de capa 2 (L2) dedicada a la votación, podemos reducir significativamente los costos de la gasolina y podemos implementar la votación de bajo costo en Ethereum. Los contratos L2 no tienen que estar todos implementados en Ethereum, pueden ser más baratos y solo enviar transacciones L1 de vez en cuando para verificar toda la actividad L2.

Podemos optimizar aún más este modelo. El L2 de propósito general debe comprometerse con Ethereum con frecuencia. Vota solo necesita enviar una transacción a Ethereum en cada ronda, es decir, solo necesita el costo de la tarifa de gas de una transacción como máximo en cada ronda. Si varias rondas terminan al mismo tiempo, pueden compartir una transacción para reducir aún más los costos de la gasolina, lo que hace que la votación de L2 sea más realista.

Los mensajes se envían directamente al contrato L2. Solo se envía una transacción a la cadena de bloques L1 al final de cada ronda.

L3 Vota (para L(n)Vota, donde n>=3)

L3 Vota no es completamente inútil. Con el L2 establecido, L3 Vota puede reducir aún más las tarifas de gas en un orden de magnitud. Si bien las transacciones L3 finalmente se registran y verifican en Ethereum, la compensación es confiar en el L2 elegido.

Por supuesto, podemos extender esto aún más a L(n) Vota, ya que L(2)...L(n-1) enviará transacciones a Ethereum (u otro L1). Pero obviamente las cadenas de confianza complican las cosas. A juzgar por la situación actual, muchas L2 famosas todavía dependen de un solo clasificador (secuenciador); puede que sea demasiado pronto para hablar de L(4).

Cadena de aplicaciones Vota

Los desarrolladores de Dora Factory han creado un "Hack" simple que permite el uso de contratos de CosmWasm [18] botones [19] Verifique las pruebas de conocimiento cero generadas por SnarkJS. Al incorporar a Bellman en el contrato de CosmWasm, cualquier cadena de aplicaciones de Cosmos puede admitir rápidamente aplicaciones zk.

Con la capacidad de ejecutar aplicaciones zk, las cadenas de bloques independientes pueden usar una arquitectura de software como Tendermint para construir una cadena. El consenso de estas cadenas de bloques es similar a BFT, o más simple, y generalmente pueden admitir hasta 100 o más validadores. Al seleccionar cuidadosamente validadores con intereses inconsistentes, las cadenas de bloques independientes pueden ser lo suficientemente seguras y neutrales.

Como DoraHacks da la bienvenida a más Cosmos Lisks para que se unan, un caso de uso obvio para Vota basado en Lisk es votar por los resultados del hackathon. Además de DoraHacks, el papel de Vota basado en la cadena de aplicaciones Cosmos es mucho más que la votación de los jueces de hackathon.

La cantidad de validadores en Lisk Vota es pequeña, pero los validadores cuidadosamente seleccionados pueden proporcionar una infraestructura confiable.

Vale la pena señalar que estas soluciones no son exclusivas. Diferentes soluciones pueden cruzarse a medida que se desarrolla Vota. Por ejemplo, si tenemos una versión Lisk independiente de Vota como infraestructura principal, Lisk puede enviar transacciones adicionales a L1 para casos de uso que requieren verificación de transacciones en un L1 específico.

Mejor anonimato

Actualmente se está realizando un trabajo de investigación para hacer que MACI sea aún más confiable. El MACI original hizo una importante suposición de confianza de que los administradores no pueden ser corruptos. Esto no es universal. Para mejorar esto, hay MPC-based [20] soluciones y no basadas en MPC [21] solución. Actualmente, DoraHacks ha creado una versión MACI anónima basada en el cifrado realeatorizable ElGamal propuesto originalmente por Kobe Guikan. [22] Está en una pequeña ronda de financiación de investigación de ETH en DoraHacks.io [23] fue probado en .

Por el momento, puede ser un poco prematuro impulsar la adopción de MACI anónimo antes de que MACI sea ampliamente adoptado. Sin embargo, también es importante continuar con la investigación para reducir los supuestos de confianza de los mecanismos generales de votación.

Agrega anonimato a MACI al agregar operaciones que permiten a los usuarios desactivar y cambiar sus claves secretas sin que los administradores puedan saber quién agregó qué clave nueva.

Pago de GAS

Es importante no asumir que los usuarios poseen criptomonedas. Si cada usuario necesita pagar tarifas de gas por cada transacción, los usuarios de la cadena de bloques se limitarán a un pequeño número de personas. Para resolver este problema, los operadores de MACI pueden predepositar un token reembolsable y pagar a los usuarios. Este mecanismo se puede implementar a través de gasolineras.

La gasolinera en sí es un contrato inteligente que reside en Vota. Antes del inicio de cada ronda, el operador puede optar por usarlo o no usarlo. Al usar la estación de servicio, el operador realiza un depósito previo de DORA en el contrato inteligente y las tarifas de transacción asociadas con una ronda en particular se pueden pagar a través de la estación de servicio.

Lo más probable es que Vota implemente una estación de servicio predeterminada, y las personas pueden implementar sus propias estaciones de servicio con una lógica de pago diferente a pedido.

El contrato de pago de Gas es el libro mayor del saldo de Gas para cada ronda de votación.

en conclusión

Las cadenas de bloques de propósito especial pueden ser adecuadas para una amplia gama de casos de uso específicos de la aplicación, especialmente casos de uso no financieros. La votación es uno de los problemas más importantes que blockchain y la criptografía de conocimiento cero pueden ayudar a mejorar significativamente. Mejorar la transparencia y la eficiencia de la votación puede reducir la fricción de la gobernanza dentro de la sociedad humana y las comunidades de blockchain, aumentando la productividad a largo plazo. Los protocolos como MACI crean un marco ordenado para las aplicaciones de votación en la cadena de bloques, pero la tecnología de votación todavía necesita mucho trabajo para mejorar. Específicamente, necesitamos una infraestructura fácil de usar como base para la mejora a largo plazo de la tecnología de votación, y este documento detalla el trabajo futuro.

Referencia

cleroterio:

La tecnología de votación tiene una larga historia:

Las elecciones del "Brexit" de 2019 en el Reino Unido:

Máquina de votación electrónica:

Resultados electorales en disputa:

El costo de confirmar y revisar los resultados de la votación puede ser prohibitivamente alto:

Votación de token de instantánea:

Votación de la propuesta de gobernanza del Cosmos:

Plaza Klaytn:

Una propuesta de KlaytnSquare:

Plan de Gastos Financieros:

Votación cuadrática:

Financiamiento cuadrático:

Prueba de conocimiento cero:

MACI:

DoraHacks:

Votar:

Un simple "truco" que permite que los contratos de CosmWasm usen:

botones:

Solución basada en MPC:

Solución no basada en MPC:

Versión MACI anónima, propuesta por KobeGuikan:

Rondas de financiación de investigación ETH: