Menjelaskan Vota secara rinci: mengeksplorasi teknologi pemungutan suara yang optimal, infrastruktur tujuan khusus untuk tata kelola masyarakat yang terdesentralisasi

Blockchain dapat berfungsi di luar mata uang dan transaksi keuangan. Salah satu aplikasi non-keuangan tersebut adalah bahwa blockchain dapat sangat meningkatkan bidang pemungutan suara dan tata kelola. Dalam makalah ini, kami mengeksplorasi pendekatan untuk membangun blockchain tujuan khusus dengan infrastruktur yang dirancang untuk memfasilitasi aktivitas pemungutan suara berbasis MACI. Infrastruktur ini harus mencakup blockchain ringan yang bertindak sebagai server stempel waktu dan menghosting logika, serta alat yang diperlukan untuk mengurangi biaya pengguna/memaksimalkan pengalaman pengguna. Dengan demikian, itu harus menjadi platform dasar baru untuk generasi baru teknologi pemungutan suara. Sebelum membahas detailnya, mari kita tinjau dulu sejarah teknologi pemungutan suara dan bagaimana pemungutan suara telah berkembang dalam komunitas blockchain.

Evolusi Teknologi Pemungutan Suara

Dari Kleroterion Yunani kuno [1] Teknologi pemungutan suara hingga mesin pemungutan suara elektronik modern.

Teknologi pemungutan suara memiliki sejarah panjang [2] . Ini sangat penting bagi masyarakat manusia, tetapi perkembangannya sangat lambat. pemilihan umum Inggris 2019 [3] Masih mengandalkan surat suara tulisan tangan, negara-negara lain menggunakan mesin pemungutan suara elektronik sumber tertutup [4] , mudah menimbulkan kontroversi terhadap hasil tata kelola [5] 。

Adopsi teknologi pemungutan suara modern telah meningkatkan efisiensi tetapi belum banyak berhasil dalam menangani transparansi dan keterverifikasian.

Tak perlu dikatakan, integritas pemungutan suara sangat penting untuk transfer kekuasaan, pengambilan keputusan atas hal-hal penting atau alokasi sumber daya. Jika orang tidak dapat menyetujui cara memberikan suara pada keputusan pemerintahan, mereka tidak dapat bekerja sama satu sama lain dan gesekan meningkat. Gesekan dapat menyebabkan masalah, mulai dari perselisihan hingga perang.

Sementara teknologi pemungutan suara perlahan berkembang, transparansi belum membaik dalam waktu yang lama. Dari Kleroterion, hingga kertas suara, hingga mesin pemungutan suara pemindaian elektronik dan optik, verifikasi masih bergantung pada individu tepercaya dan organisasi audit. Biaya untuk mengonfirmasi dan meninjau hasil pemungutan suara bisa sangat tinggi [6] . Jelas ada ruang untuk perbaikan.

Lantas seperti apa teknologi pemungutan suara yang ideal? Sebenarnya, ini bukan masalah yang sulit. Kita dapat dengan mudah membuat "wishlist":

(1) Infrastruktur sumber terbuka;

(2) menghosting program sumber terbuka untuk logika pemungutan suara;

(3) Menyimpan catatan permanen dari semua suara secara berurutan;

(4) Mampu memverifikasi hasil secara kriptografis;

(5) anti kolusi;

(6) Perlindungan privasi;

(7) Biaya pemungutan suara rendah.

Jika kami dapat membangun sistem open source yang dapat terus ditingkatkan, kami secara bertahap akan mencapai tujuan di atas. Peningkatan dan pengurangan biaya dalam teknologi pemungutan suara dapat memungkinkan organisasi dan komunitas yang lebih kecil memperoleh manfaat dari penggunaan teknologi yang sebelumnya tidak dapat mereka akses, menambah eksternalitas positif yang sangat besar.

Pemungutan suara dan tata kelola dalam komunitas blockchain

Pemungutan suara dan tata kelola bukanlah hal baru dalam komunitas blockchain karena banyak komunitas blockchain didistribusikan dan mereka harus mengandalkan tata kelola untuk mendorong transaksi ke depan.

Blockchain itu sendiri dapat merekam suara secara transparan dan memverifikasi hasil suara. Properti ini telah digunakan oleh komunitas blockchain untuk tata kelola, seperti pemungutan suara token Snapshot [7] dan Voting Proposal Tata Kelola Kosmos [8] Aktivitas. Akibatnya, komunitas blockchain dapat memberikan suara pada proposal dan memutuskan masalah tata kelola penting tanpa melalui proxy terpusat atau pertemuan tatap muka.

ClaytnSquare [9] proposal yang sedang berjalan [10] Memanggil validator untuk memberikan suara secara on-chain. Proposal mencari rencana pengeluaran fiskal triwulanan [11] persetujuan.

Contoh sebelumnya menggunakan aturan langsung 1 token 1 suara - berapa banyak kekuatan suara yang Anda miliki bergantung pada saham Anda di jaringan atau protokol. Jelas, kami dapat membuat logika pemungutan suara lainnya selama itu masuk akal. Programabilitas blockchain membuatnya lebih mudah dan lebih praktis untuk mengimplementasikan logika pemungutan suara non-tradisional.

Contohnya adalah voting kuadrat [12] (QV), skema pemungutan suara yang semakin populer di komunitas blockchain. Di babak QV, pengguna dapat mengekspresikan preferensinya dengan membelanjakan Voice Credits pada topik tertentu. Tetapi jika seorang pemilih ingin memberikan lebih dari satu suara pada topik yang sama, biaya kredit suara per suara akan meningkat. Dengan demikian, total biaya pemungutan suara meningkat secara kuadrat, mencegah preferensi ekstrim dari pengguna dengan hak suara yang berlebihan.

pendanaan kuadrat [13] putaran pemungutan suara di blockchain Aptos. Hasil pemungutan suara dicatat di rantai, dan logika pemungutan suara dapat diverifikasi.

Ada banyak parameter yang perlu dipertimbangkan saat memilih metode pemungutan suara tertentu. Misalnya, satu trade-off adalah apakah akan memilih voting on-chain atau off-chain. Logika pemungutan suara on-chain mungkin lebih dapat diverifikasi dan transparan, tetapi biaya transaksi mungkin menjadi beban yang signifikan. Sebaliknya, logika pemungutan suara off-chain mungkin lebih murah, tetapi pada saat yang sama kurang transparan dan dapat diverifikasi. Namun, voting on-chain dan off-chain bukanlah alternatif. Kita dapat dengan mudah merancang ini sebagai sistem hibrid di mana sebagian proses terjadi secara on-chain dan sisanya dilakukan secara off-chain.

Di luar biaya, ada masalah privasi. Privasi penting karena dua alasan. Pertama, dalam banyak kasus, pengguna tidak terlalu peduli dengan pemungutan suara jika mereka dapat memberikan suara secara anonim (privasi antara pengguna dan penyelenggara). Selain itu, privasi antar pengguna dapat membantu mencegah penyuapan suara dan mencapai antikolusi secara efektif.

Salah satu cara kita dapat meminimalkan komputasi on-chain sambil menegakkan integritas off-chain adalah dengan menggunakan bukti tanpa pengetahuan [14] . Ide sederhananya adalah jika komputasi off-chain dapat diverifikasi melalui bukti tanpa pengetahuan, kita dapat memindahkan sebagian besar komputasi off-chain. Jika pesan dienkripsi lebih lanjut, kami dapat meningkatkan privasi. MACI [15] adalah kerangka minimal untuk mencapai hal ini.

Putaran pemungutan suara MACI memindahkan penghitungan suara secara off-chain. Terakhir, validitas hasil verifikasi pada rantai dibuktikan dengan zero-knowledge.

Dalam putaran pemungutan suara MACI, suara dikemas dalam pesan yang dienkripsi dengan kunci publik yang dibuat oleh administrator putaran (operator) dan diserahkan ke kontrak cerdas. Dengan demikian, semua pesan "dicap waktu" oleh blockchain, menciptakan rantai pesan informasi pemungutan suara.

Saat putaran pemungutan suara berakhir, administrator mengunduh semua pesan, mendekripsinya, dan menghitung suara dalam urutan terbalik. Hasilnya kemudian dipublikasikan bersama dengan bukti tanpa pengetahuan yang dapat diverifikasi pada kontrak pintar (atau oleh siapa pun), sehingga menandai validitas hasil yang dipublikasikan dan kebenaran pemrosesan pesan.

Seluruh proses mempertahankan kalkulasi on-chain minimal sambil memastikan integritas hasil yang dipublikasikan. Ini juga memberikan privasi dan resistensi kolusi antara pengguna.

Bagaimana cara kerja MACI pada produk sebenarnya?

MACI sekarang digunakan oleh DoraHacks [16] Digunakan oleh berbagai komunitas hackathon di situs web untuk memilih proyek hackathon favorit mereka. Jadi mari kita ambil putaran DoraHacks MACI sebagai contoh.

OpenSea dan Replit Hackathon akan menggunakan MACI untuk pemungutan suara juri pada tahun 2022

Setelah proyek hackathon (BUIDL) diserahkan, penyelenggara memilih 12 tim BUIDL dari semua karya yang masuk. 10 juri diundang untuk memilih 12 tim BUIDL dan membagikan hadiah $25.000. 10 juri masuk daftar putih untuk mendaftar putaran pemungutan suara, dan mereka mengirim total 39 pesan ke kontrak pintar MACI yang diterapkan di Polygon.

Setelah pemungutan suara selesai, administrator (DoraHacks) menghitung suara dan menerbitkan hasil akhir di papan peringkat, lalu memberikan bukti tanpa pengetahuan untuk memverifikasi papan peringkat.

Papan peringkat hasil pemungutan suara OpenSea x Replit Hackathon.

Bukti tanpa pengetahuan untuk memverifikasi hasil yang ditampilkan di papan peringkat.

Sebagai kerangka kerja umum, MACI dapat digunakan untuk kasus penggunaan pemungutan suara di luar pemungutan suara hakim hackathon dan pemungutan suara komunitas open source. Namun, pengadopsian MACI untuk lebih banyak kasus penggunaan pemungutan suara sangat jarang. Secara lebih luas, pemungutan suara blockchain sendiri belum diadopsi di dunia nyata.

Manfaat menggunakan blockchain untuk meningkatkan teknologi pemungutan suara sudah jelas, tetapi mengapa dunia nyata tidak bergerak maju? Bahkan dalam komunitas blockchain, keuntungan MACI sudah jelas, mengapa MACI tidak diadopsi secara luas oleh komunitas terdesentralisasi?

Alasan utama lambatnya adopsi teknologi pemungutan suara tingkat lanjut bukanlah permintaan yang rendah, tetapi kesulitan dalam menggunakan teknologi tersebut. Dengan kata lain, kami perlu meningkatkan teknologi, menyediakan UX/UI yang lebih baik untuk produk pemungutan suara modern, dan mengurangi biaya penggunaan bagi pengguna.

pengalaman pengguna

Selain tata kelola komunitas sumber terbuka, kami juga perlu membangun lebih banyak antarmuka bagi pengguna untuk menggunakan teknologi pemungutan suara yang baru. DoraHacks menyediakan dana untuk ekosistem Web3 dan komunitas hackathon dengan produk terbaik di seluruh industri. Meskipun antarmuka di DoraHacks.io sendiri memiliki kasus penggunaan khusus, mereka dapat disederhanakan dan kemudian digeneralisasikan untuk membuat lebih banyak antarmuka untuk lebih banyak kasus penggunaan.

Strategi front-end tertentu belum ditentukan. Namun, pengalaman pengguna yang baik sangat penting untuk adopsi teknologi, bahkan dalam komunitas blockchain - dan ini penting bagi pengembang Dora Factory.

Biaya pemungutan suara

Blockchain tujuan umum harus terdesentralisasi mungkin dan menyediakan infrastruktur tunggal untuk semua jenis aplikasi. Blockchain ini tidak dirancang untuk dioptimalkan untuk jenis aplikasi tertentu, terutama aplikasi non-moneter atau non-finansial. Pada saat yang sama, biaya transaksi berfluktuasi ketika ada sejumlah besar aplikasi yang bersaing untuk sumber daya komputasi yang sama. Ketidakpastian biaya dapat menimbulkan masalah untuk pemungutan suara.

Untuk tujuan ini, Dora Factory baru-baru ini menguji a [17] produk baru. Gagasan Vota adalah untuk bereksperimen dengan blockchain tujuan khusus dan menggunakannya untuk terus mengoptimalkan teknologi pemungutan suara dan pengalaman pengguna. Saat ini, Vota masih dalam masa pertumbuhan. Namun, kita dapat membayangkan beberapa bentuk Vota yang berbeda.

Kontrak Cerdas Sementara

Beginilah putaran pemungutan suara saat ini didukung di DoraHacks.io. Setiap putaran pemungutan suara digunakan sebagai smart contract terpisah pada blockchain tertentu. Sebagian besar, Ethereum umumnya tidak dapat secara langsung mendukung sebagian besar skenario pemungutan suara (itulah sebabnya Snapshot adalah produk default yang digunakan oleh komunitas Ethereum). Saat ini, Polygon dan BNBChain adalah pilihan populer bagi sebagian besar penyelenggara hibah dan penyelenggara hackathon di DoraHacks.

Kontrak pintar sesaat pada blockchain L1, semua pesan pemungutan suara dikirim ke L1.

Menggunakan kontrak pintar sesaat tidak sepenuhnya merupakan hal yang buruk. Ini fleksibel dan dapat digunakan di mana saja sesuai kebutuhan. Untuk pengguna DoraHacks, sejauh ini berfungsi dengan baik, tetapi tidak memenuhi semua kebutuhan pemungutan suara secara merata.

L2 Suara

Jika kami membuat infrastruktur lapisan 2 (L2) yang didedikasikan untuk pemungutan suara, kami dapat secara signifikan mengurangi biaya bahan bakar dan mungkin dapat menerapkan pemungutan suara berbiaya rendah di Ethereum. Kontrak L2 tidak harus semuanya diterapkan di Ethereum, mereka bisa lebih murah dan hanya mengirimkan transaksi L1 sesekali untuk memverifikasi semua aktivitas L2.

Kami dapat lebih mengoptimalkan model ini. Tujuan umum L2 harus sering berkomitmen pada Ethereum. Vota hanya perlu mengajukan satu transaksi ke Ethereum di setiap putaran, yaitu hanya membutuhkan biaya biaya gas paling banyak satu transaksi di setiap putaran. Jika beberapa putaran berakhir pada waktu yang sama, mereka dapat berbagi transaksi untuk mengurangi biaya bahan bakar lebih lanjut, membuat pemungutan suara L2 lebih realistis.

Pesan dikirim langsung ke kontrak L2. Hanya satu transaksi yang dikirim ke blockchain L1 di akhir setiap putaran.

L3 Vota (untuk L(n)Vota, di mana n>=3)

L3 Vota tidak sepenuhnya sia-sia. Dengan L2 yang ditetapkan, L3 Vota selanjutnya dapat mengurangi biaya gas dengan urutan besarnya. Sementara transaksi L3 pada akhirnya dicatat dan diverifikasi di Ethereum, pengorbanannya adalah mempercayai L2 yang dipilih.

Tentu saja, kami dapat memperluas ini lebih lanjut ke L(n) Vota, karena L(2)...L(n-1) akan mengirimkan transaksi ke Ethereum (atau L1 lainnya). Tapi jelas rantai kepercayaan memperumit banyak hal. Dilihat dari situasi saat ini, banyak L2 terkenal yang masih mengandalkan satu penyortir (Sequencer); mungkin terlalu dini untuk membicarakan L(4).

Rangkaian Aplikasi Vota

Pengembang Dora Factory telah membuat "Hack" sederhana yang memungkinkan kontrak CosmWasm untuk digunakan [18] Pelayan [19] Verifikasi bukti tanpa pengetahuan yang dihasilkan oleh SnarkJS. Dengan memasukkan Bellman ke dalam kontrak CosmWasm, setiap rangkaian aplikasi Cosmos dapat dengan cepat mendukung aplikasi zk.

Dengan kemampuan menjalankan aplikasi zk, blockchain independen dapat menggunakan arsitektur perangkat lunak seperti Tendermint untuk membangun rantai. Konsensus blockchain ini mirip dengan BFT, atau lebih sederhana, dan biasanya dapat mendukung hingga 100 atau lebih validator. Dengan hati-hati memilih validator dengan minat yang tidak konsisten, blockchain independen dapat cukup aman dan netral.

Karena DoraHacks menyambut lebih banyak Cosmos Lisks untuk bergabung, kasus penggunaan yang jelas untuk Vota berbasis Lisk adalah memilih hasil hackathon. Selain DoraHacks, peran Vota berdasarkan rantai aplikasi Cosmos jauh lebih banyak daripada voting hakim hackathon.

Jumlah validator di Lisk Vota kecil, tetapi validator yang dipilih dengan cermat dapat menyediakan infrastruktur yang andal.

Perlu dicatat bahwa solusi ini tidak eksklusif. Solusi yang berbeda dapat berpotongan saat Vota berkembang. Misalnya, jika kita memiliki Vota versi Lisk mandiri sebagai infrastruktur utama, Lisk dapat mengirimkan transaksi tambahan ke L1 untuk kasus penggunaan yang memerlukan verifikasi transaksi pada L1 tertentu.

Anonimitas yang lebih baik

Pekerjaan penelitian saat ini sedang dilakukan untuk membuat MACI lebih tidak dapat dipercaya. MACI asli membuat asumsi kepercayaan yang penting bahwa administrator tidak boleh korup. Ini tidak universal. Untuk meningkatkan ini, ada berbasis MPC [20] berbasis solusi dan non-MPC [21] larutan. Saat ini, DoraHacks telah membuat versi MACI anonim berdasarkan enkripsi acak ElGamal yang awalnya diusulkan oleh Kobe Guikan. [22] Ada dalam putaran pendanaan penelitian ETH kecil di DoraHacks.io [23] diuji di.

Saat ini, mungkin terlalu dini untuk mendorong adopsi MACI anonim sebelum MACI itu sendiri diadopsi secara luas. Namun, penting juga untuk melanjutkan penelitian untuk mengurangi asumsi kepercayaan dari mekanisme pemungutan suara secara umum.

Menambahkan anonimitas ke MACI dengan menambahkan operasi yang memungkinkan pengguna menonaktifkan dan mengubah kunci rahasia mereka tanpa administrator dapat mengetahui siapa yang menambahkan kunci baru yang mana.

pembayaran GAS

Penting untuk tidak berasumsi bahwa pengguna memiliki mata uang kripto. Jika setiap pengguna perlu membayar biaya gas untuk setiap transaksi, maka pengguna blockchain akan dibatasi untuk sejumlah kecil orang. Untuk mengatasi masalah ini, operator MACI dapat melakukan pra-setor token yang dapat dikembalikan dan membayar pengguna. Mekanisme ini bisa dilakukan melalui SPBU.

SPBU itu sendiri adalah kontrak pintar yang berada di Vota. Sebelum dimulainya setiap putaran, operator dapat memilih untuk menggunakannya atau tidak. Dengan menggunakan pom bensin, operator melakukan pra-deposit DORA ke dalam kontrak pintar, dan biaya transaksi yang terkait dengan putaran tertentu dapat dibayarkan melalui pom bensin.

Kemungkinan besar, Vota akan menggunakan pompa bensin default, dan orang dapat menggunakan pompa bensin mereka sendiri dengan logika pembayaran berbeda sesuai permintaan.

Kontrak pembayaran Gas adalah buku besar saldo Gas untuk setiap putaran pemungutan suara.

Kesimpulannya

Blockchain tujuan khusus mungkin cocok untuk berbagai kasus penggunaan khusus aplikasi, terutama kasus penggunaan non-finansial. Voting adalah salah satu masalah terpenting yang dapat dibantu oleh blockchain dan kriptografi tanpa pengetahuan untuk meningkat secara signifikan. Meningkatkan transparansi dan efisiensi pemungutan suara dapat mengurangi gesekan tata kelola dalam masyarakat manusia dan komunitas blockchain, meningkatkan produktivitas dalam jangka panjang. Protokol seperti MACI membuat kerangka kerja yang rapi untuk aplikasi pemungutan suara di blockchain, tetapi teknologi pemungutan suara masih membutuhkan banyak perbaikan. Secara khusus, kami memerlukan infrastruktur yang mudah digunakan sebagai dasar untuk peningkatan jangka panjang dalam teknologi pemungutan suara, dan makalah ini merinci pekerjaan di masa mendatang.

Referensi

Kleroterion：

Teknologi pemungutan suara memiliki sejarah panjang:

Pemilihan "Brexit" Inggris 2019:

Mesin pemungutan suara elektronik:

Hasil pemilihan disengketakan:

Biaya konfirmasi dan peninjauan hasil pemungutan suara bisa sangat tinggi:

Voting Token Snapshot:

Suara Proposal Tata Kelola Kosmos:

KlaytnSquare：

Proposal oleh KlaytnSquare:

Rencana Pengeluaran Keuangan:

Pemungutan suara kuadrat:

Pembiayaan kuadrat:

Bukti pengetahuan nol:

MACI：

DoraHacks：

Pilih:

"Retasan" sederhana yang memungkinkan kontrak CosmWasm digunakan:

Pelayan：

Solusi berbasis MPC:

Solusi berbasis non-MPC:

Versi MACI anonim, diusulkan oleh KobeGuikan:

Putaran Pendanaan Riset ETH: