Expliquer Vota en détail : explorer une technologie de vote optimale, une infrastructure spéciale pour la gouvernance communautaire décentralisée

La blockchain peut fonctionner au-delà des transactions monétaires et financières. L'une de ces applications non financières est que la blockchain peut grandement améliorer les domaines du vote et de la gouvernance. Dans cet article, nous explorons une approche pour construire une blockchain à usage spécial avec une infrastructure conçue pour faciliter l'activité de vote basée sur MACI. Cette infrastructure devrait inclure une blockchain légère qui agit comme un serveur d'horodatage et héberge la logique, ainsi que les outils nécessaires pour réduire les coûts d'utilisation/optimiser l'expérience utilisateur. En tant que tel, il devrait être la nouvelle plate-forme fondamentale pour une nouvelle génération de technologie de vote. Avant de plonger dans les détails, passons d'abord en revue l'histoire de la technologie de vote et comment le vote a évolué au sein de la communauté blockchain.

L'évolution de la technologie de vote

Du grec ancien Kleroterion [1] Technologie de vote aux machines de vote électroniques modernes.

La technologie de vote a une longue histoire [2] . Il est très important pour la société humaine, mais son développement est très lent. Élection générale au Royaume-Uni 2019 [3] S'appuyant toujours sur des bulletins de vote manuscrits, d'autres États-nations utilisent des machines de vote électroniques à source fermée [4] , il est facile de susciter la controverse sur les résultats de la gouvernance [5] 。

L'adoption d'une technologie de vote moderne a accru l'efficacité mais n'a pas eu beaucoup de succès en matière de transparence et de vérifiabilité.

Inutile de dire que l'intégrité du vote est très importante pour le transfert de pouvoir, la prise de décision sur des questions importantes ou l'allocation des ressources. Si les gens ne peuvent pas s'entendre sur la façon de voter sur les décisions de gouvernance, ils ne peuvent pas coopérer les uns avec les autres et la friction augmente. La friction peut causer des problèmes, des conflits aux guerres.

Alors que la technologie de vote se développe lentement, la transparence ne s'est pas améliorée depuis longtemps. Du Kleroterion aux bulletins de vote papier, en passant par les machines de vote à balayage électronique et optique, la vérification repose toujours sur des personnes et des organismes d'audit de confiance. Le coût de la confirmation et de l'examen des résultats du vote peut être prohibitif [6] . De toute évidence, il y a place à l'amélioration.

Alors, quelle est la technologie de vote idéale ? En fait, ce n'est pas un problème difficile. Nous pouvons facilement créer une "liste de souhaits":

(1) Infrastructure open source ;

(2) héberger des programmes open source pour la logique de vote ;

(3) Tenir un registre permanent de tous les votes dans l'ordre ;

(4) Capable de vérifier cryptographiquement les résultats ;

(5) anti-collusion ;

(6) Protection de la vie privée ;

(7) Les frais de vote sont faibles.

Si nous pouvons construire un système open source qui peut être continuellement amélioré, nous atteindrons progressivement les objectifs ci-dessus. Les améliorations et les réductions de coûts de la technologie de vote peuvent permettre aux petites organisations et communautés de bénéficier de l'utilisation d'une technologie à laquelle elles n'avaient pas accès auparavant, ajoutant d'énormes externalités positives.

Vote et gouvernance au sein de la communauté blockchain

Le vote et la gouvernance ne sont pas nouveaux dans la communauté blockchain car de nombreuses communautés blockchain sont distribuées et elles doivent s'appuyer sur la gouvernance pour faire avancer les transactions.

La blockchain elle-même peut enregistrer de manière transparente les votes et vérifier les résultats des votes. Ces propriétés ont été utilisées par la communauté blockchain pour la gouvernance, comme le vote par jeton Snapshot [7] et vote sur la proposition de gouvernance de Cosmos [8] Activité. En conséquence, la communauté blockchain peut voter sur des propositions et décider de questions de gouvernance importantes sans passer par un proxy centralisé ou des réunions en face à face.

ClaytnSquare [9] une proposition en cours [10] Appelle les validateurs à voter en chaîne. La proposition vise un plan de dépenses budgétaires trimestriel [11] approbation.

L'exemple précédent utilise la règle simple 1 jeton 1 vote - votre pouvoir de vote dépend de votre participation dans le réseau ou le protocole. Évidemment, nous pouvons créer d'autres logiques de vote tant que cela a du sens. La programmabilité de la blockchain facilite et rend plus pratique la mise en œuvre d'une logique de vote non traditionnelle.

Un exemple est le vote quadratique [12] (QV), un système de vote qui gagne en popularité dans la communauté blockchain. Dans le tour QV, un utilisateur peut exprimer sa préférence en dépensant des crédits vocaux sur un sujet particulier. Mais si un électeur souhaite émettre plus d'un vote sur le même sujet, le coût des crédits de vote par vote augmente. Ainsi, le coût total du vote augmente de manière quadratique, empêchant les préférences extrêmes des utilisateurs ayant un pouvoir de vote excessif.

financement quadratique [13] tours de scrutin sur la blockchain Aptos. Les résultats du vote sont enregistrés sur la chaîne et la logique de vote peut être vérifiée.

De nombreux paramètres doivent être pris en compte lors du choix d'une méthode de vote particulière. Par exemple, un compromis consiste à choisir le vote en chaîne ou le vote hors chaîne. La logique de vote en chaîne peut être plus vérifiable et transparente, mais les frais de transaction peuvent représenter un fardeau important. À l'inverse, la logique de vote hors chaîne peut être moins chère, mais en même temps moins transparente et vérifiable. Cependant, le vote en chaîne et hors chaîne n'est pas une alternative. Nous pouvons facilement concevoir cela comme un système hybride où une partie du processus se déroule en chaîne et le reste se fait hors chaîne.

Au-delà du coût, il y a des problèmes de confidentialité. La confidentialité est importante pour deux raisons. Premièrement, dans de nombreux cas, les utilisateurs seraient moins préoccupés par le vote s'ils pouvaient voter de manière anonyme (confidentialité entre les utilisateurs et les organisateurs). En outre, la confidentialité entre les utilisateurs peut aider à prévenir la corruption de votes et à lutter efficacement contre la collusion.

Une façon de minimiser le calcul en chaîne tout en appliquant l'intégrité hors chaîne consiste à utiliser des preuves à connaissance nulle [14] . Une idée simple est que si les calculs hors chaîne peuvent être vérifiés via des preuves à connaissance nulle, nous pouvons déplacer la plupart des calculs hors chaîne. Si les messages sont davantage cryptés, nous pouvons améliorer la confidentialité. MACI [15] est le cadre minimal pour y parvenir.

Le tour de scrutin MACI déplace le décompte des voix hors chaîne. Enfin, la validité des résultats de vérification sur la chaîne est prouvée par une connaissance nulle.

Dans un tour de scrutin MACI, les votes sont encapsulés dans un message crypté avec une clé publique générée par l'administrateur du tour (opérateur) et soumis au contrat intelligent. Ainsi, tous les messages sont "horodatés" par la blockchain, créant une chaîne de messages d'informations de vote.

À la fin du tour de scrutin, l'administrateur télécharge tous les messages, les décrypte et compte les votes dans l'ordre inverse. Le résultat est ensuite publié avec une preuve de connaissance zéro qui peut être vérifiée sur le contrat intelligent (ou par n'importe qui d'autre), marquant ainsi la validité du résultat publié et l'exactitude du traitement du message.

L'ensemble du processus maintient un minimum de calculs en chaîne tout en garantissant l'intégrité des résultats publiés. Il assure également la confidentialité et la résistance à la collusion entre les utilisateurs.

Comment fonctionne MACI dans les produits réels ?

MACI est maintenant utilisé par DoraHacks [16] Utilisé par diverses communautés de hackathon sur le site Web pour voter pour leurs projets de hackathon préférés. Prenons donc le tour DoraHacks MACI comme exemple.

OpenSea et Replit Hackathon utiliseront MACI pour le vote des juges en 2022

Après la soumission du projet de hackathon (BUIDL), l'organisateur a sélectionné 12 équipes BUIDL parmi toutes les œuvres soumises. 10 juges ont été invités à voter pour les 12 équipes BUIDL et à distribuer un prix de 25 000 $. 10 juges ont été mis sur liste blanche pour s'inscrire au tour de scrutin, et ils ont envoyé un total de 39 messages au contrat intelligent MACI déployé sur Polygon.

Une fois le vote terminé, l'administrateur (DoraHacks) compte les votes et publie le résultat final sur le classement, puis fournit une preuve de connaissance zéro pour vérifier le classement.

Classement des résultats du vote OpenSea x Replit Hackathon.

Une preuve à zéro connaissance pour vérifier les résultats affichés sur le classement.

En tant que cadre général, MACI peut être utilisé pour des cas d'utilisation de vote au-delà du vote des juges de hackathon et du vote de la communauté open source. Cependant, l'adoption de MACI pour plus de cas d'utilisation de vote est étonnamment rare. Plus largement, le vote blockchain lui-même n'a pas encore été adopté dans le monde réel.

Les avantages de l'utilisation de la blockchain pour améliorer la technologie de vote sont clairs, mais pourquoi le monde réel n'avance-t-il pas ? Même au sein de la communauté blockchain, les avantages de MACI sont évidents, pourquoi MACI n'est-il pas largement adopté par la communauté décentralisée ?

L'une des principales raisons de la lenteur de l'adoption de la technologie de vote avancée n'est pas la faible demande, mais la difficulté d'utiliser la technologie. En d'autres termes, nous devons améliorer la technologie, fournir une meilleure UX/UI pour les produits de vote modernes et réduire le coût d'utilisation pour les utilisateurs.

expérience utilisateur

En plus de la gouvernance communautaire open source, nous devons également créer davantage d'interfaces permettant aux utilisateurs d'utiliser la nouvelle technologie de vote. DoraHacks finance l'écosystème Web3 et la communauté des hackathons avec les meilleurs produits de toute l'industrie. Bien que les interfaces sur DoraHacks.io aient elles-mêmes des cas d'utilisation spécifiques, elles peuvent être simplifiées puis généralisées afin de créer plus d'interfaces pour plus de cas d'utilisation.

Une stratégie frontale spécifique reste à déterminer. Cependant, une bonne expérience utilisateur est essentielle à l'adoption de la technologie, même au sein de la communauté blockchain - et cela est important pour les développeurs de Dora Factory.

Frais de vote

Une blockchain à usage général doit être aussi décentralisée que possible et fournir une infrastructure unique pour tous les types d'applications. Ces blockchains ne sont pas conçues pour être optimisées pour un type d'application particulier, en particulier les applications non monétaires ou non financières. Dans le même temps, les frais de transaction fluctuent lorsqu'il existe un grand nombre d'applications en concurrence pour le même ensemble de ressources informatiques. L'imprévisibilité des coûts peut créer des problèmes pour voter.

A cet effet, Dora Factory a récemment testé un [17] de nouveaux produits. L'idée de Vota est d'expérimenter des blockchains à usage spécial et de les utiliser pour optimiser en permanence la technologie de vote et l'expérience utilisateur. Actuellement, Vota en est encore à ses balbutiements. Cependant, on peut imaginer plusieurs formes différentes de Vota.

Contrat intelligent temporaire

C'est ainsi que les tours de scrutin sont actuellement pris en charge sur DoraHacks.io. Chaque tour de scrutin est déployé en tant que contrat intelligent distinct sur une blockchain spécifique. Pour la plupart, Ethereum ne peut généralement pas prendre en charge directement la plupart des scénarios de vote (c'est pourquoi Snapshot est le produit par défaut utilisé par la communauté Ethereum). Actuellement, Polygon et BNBChain sont des choix populaires pour la plupart des organisateurs de subventions et des organisateurs de hackathon sur DoraHacks.

Contrats intelligents éphémères sur la blockchain L1, tous les messages de vote sont envoyés à L1.

L'utilisation de contrats intelligents éphémères n'est pas entièrement une mauvaise chose. Il est flexible et peut être déployé n'importe où selon les besoins. Pour les utilisateurs de DoraHacks, cela fonctionne bien jusqu'à présent, mais cela ne satisfait pas tous les besoins de vote de la même manière.

Vote L2

Si nous créons une infrastructure de couche 2 (L2) dédiée au vote, nous pouvons réduire considérablement les coûts de gaz et être en mesure de mettre en œuvre un vote à faible coût sur Ethereum. Les contrats L2 ne doivent pas nécessairement être tous déployés sur Ethereum, ils peuvent être moins chers et simplement soumettre des transactions L1 de temps en temps pour vérifier toutes les activités L2.

Nous pouvons encore optimiser ce modèle. L'usage général L2 doit être engagé fréquemment dans Ethereum. Vota n'a besoin de soumettre qu'une seule transaction à Ethereum à chaque tour, c'est-à-dire qu'il n'a besoin que du coût du gaz d'une transaction au plus à chaque tour. Si plusieurs tours se terminent en même temps, ils peuvent partager une transaction pour réduire davantage les coûts de gaz, rendant le vote L2 plus réaliste.

Les messages sont envoyés directement au contrat L2. Une seule transaction est envoyée à la blockchain L1 à la fin de chaque tour.

L3 Vota (pour L(n)Vota, où n>=3)

L3 Vota n'est pas complètement inutile. Avec le L2 établi, L3 Vota peut encore réduire les frais de gaz d'un ordre de grandeur. Alors que les transactions L3 sont finalement enregistrées et vérifiées sur Ethereum, le compromis fait confiance au L2 choisi.

Bien sûr, nous pouvons encore étendre cela à L(n) Vota, puisque L(2)...L(n-1) soumettra des transactions à Ethereum (ou autre L1). Mais évidemment, les chaînes de confiance compliquent les choses. À en juger par la situation actuelle, de nombreux L2 célèbres reposent encore sur un seul trieur (séquenceur) ; il est peut-être trop tôt pour parler de L(4).

Chaîne d'applications Vota

Les développeurs de Dora Factory ont créé un simple "Hack" qui permet aux contrats CosmWasm d'utiliser [18] Groom [19] Vérifiez les preuves sans connaissance générées par SnarkJS. En incorporant Bellman dans le contrat CosmWasm, n'importe quelle chaîne d'applications Cosmos peut rapidement prendre en charge zk applications.

Avec la possibilité d'exécuter des applications zk, les chaînes de blocs indépendantes peuvent utiliser une architecture logicielle comme Tendermint pour construire une chaîne. Le consensus de ces blockchains est similaire à BFT, ou plus simple, et ils peuvent généralement prendre en charge jusqu'à une centaine de validateurs. En sélectionnant avec soin des validateurs aux intérêts incohérents, les chaînes de blocs indépendantes peuvent être suffisamment sécurisées et neutres.

Alors que DoraHacks accueille davantage de Cosmos Lisks, un cas d'utilisation évident pour Vota basé sur Lisk est de voter pour les résultats du hackathon. En plus de DoraHacks, le rôle de Vota basé sur la chaîne d'applications Cosmos est bien plus que le vote des juges du hackathon.

Le nombre de validateurs dans Lisk Vota est faible, mais des validateurs soigneusement sélectionnés peuvent fournir une infrastructure fiable.

Il convient de noter que ces solutions ne sont pas exclusives. Différentes solutions peuvent se croiser au fur et à mesure que Vota se développe. Par exemple, si nous avons une version Lisk autonome de Vota comme infrastructure principale, Lisk peut envoyer des transactions supplémentaires à L1 pour les cas d'utilisation qui nécessitent une vérification des transactions sur une L1 spécifique.

Meilleur anonymat

Des travaux de recherche sont actuellement en cours pour rendre MACI encore plus fiable. La MACI originale faisait une hypothèse de confiance importante selon laquelle les administrateurs ne peuvent pas être corrompus. Ce n'est pas universel. Pour améliorer cela, il existe des [20] solutions et non basées sur MPC [21] solution. Actuellement, DoraHacks a construit une version MACI anonyme basée sur le cryptage rerandomisable ElGamal proposé à l'origine par Kobe Guikan. [22] C'est dans un petit cycle de financement de la recherche ETH sur DoraHacks.io [23] a été testé en .

Pour le moment, il est peut-être un peu prématuré de pousser l'adoption de la MACI anonyme avant que la MACI elle-même ne soit largement adoptée. Cependant, il est également important de poursuivre les recherches pour réduire les hypothèses de confiance des mécanismes de vote généraux.

Ajoute l'anonymat à MACI en ajoutant des opérations qui permettent aux utilisateurs de désactiver et de modifier leurs clés secrètes sans que les administrateurs puissent savoir qui a ajouté quelle nouvelle clé.

Paiement GAZ

Il est important de ne pas supposer que les utilisateurs possèdent la crypto-monnaie. Si chaque utilisateur doit payer des frais d'essence pour chaque transaction, les utilisateurs de la blockchain seront limités à un petit nombre de personnes. Pour résoudre ce problème, les opérateurs MACI peuvent pré-déposer un jeton remboursable et payer les utilisateurs. Ce mécanisme peut être mis en œuvre par le biais des stations-service.

La station-service elle-même est un contrat intelligent résidant sur Vota. Avant le début de chaque tour, l'opérateur peut choisir de l'utiliser ou non. En utilisant la station-service, l'opérateur pré-dépôt DORA dans le contrat intelligent, et les frais de transaction associés à un tour particulier peuvent être payés via la station-service.

Très probablement, Vota déploiera une station-service par défaut et les utilisateurs pourront déployer leurs propres stations-service avec une logique de paiement différente à la demande.

Le contrat de paiement Gaz est le registre du solde Gaz pour chaque tour de scrutin.

en conclusion

Les blockchains à usage spécifique peuvent convenir à un large éventail de cas d'utilisation spécifiques à l'application, en particulier les cas d'utilisation non financiers. Le vote est l'un des problèmes les plus importants que la blockchain et la cryptographie à connaissance nulle peuvent contribuer à améliorer de manière significative. L'amélioration de la transparence et de l'efficacité du vote peut réduire les frictions de gouvernance au sein de la société humaine et des communautés de blockchain, augmentant ainsi la productivité à long terme. Des protocoles comme MACI créent un cadre soigné pour les applications de vote sur la blockchain, mais la technologie de vote a encore besoin de beaucoup de travail pour s'améliorer. Plus précisément, nous avons besoin d'une infrastructure conviviale comme base pour l'amélioration à long terme de la technologie de vote, et ce document détaille les travaux futurs.

Référence

Klérotère：

La technologie de vote a une longue histoire :

Élection "Brexit" au Royaume-Uni en 2019 :

Machine à voter électronique :

Résultats des élections contestés :

Le coût de la confirmation et de l'examen des résultats du vote peut être prohibitif :

Vote sur les jetons instantanés :

Vote sur la proposition de gouvernance de Cosmos :

KlaytnSquare：

Une proposition de KlaytnSquare :

Plan de dépenses financières :

Vote quadratique :

Financement quadratique :

Preuve de connaissance zéro :

MACI ：

DoraHack：

Vote:

Un simple "hack" qui permet aux contrats CosmWasm d'utiliser :

Groom：

Solution basée sur MPC :

Solution non basée sur MPC :

Version MACI anonyme, proposée par KobeGuikan :

Cycles de financement de la recherche de l'ETH :