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❓이제는 진짜로 보여줄 때, 블록체인 어디에 쓰이나?
- 산넘고 물건너 나의 투표 용지는 어디로?
- 블록체인과 ZKP를 활용한 전자투표의 가능성

최근 코인텔레그레프의 기사를 보고 미국 대선 때문인지 블록체인 투표에 대한 관심이 다시 올라왔다고 느껴, 과거 스터디했던 내용을 공유해봅니다. 위 사진에서 왼쪽은 최근 인도네시아 선거 때 투표함을 들고 이동하는 선관위원들의 사진입니다.

코인텔레그래프 기사를 요약하면 다음과 같습니다.

- 블록체인 기반 전자투표 시스템은 기존 투표 시스템보다 보안성, 투명성에서 장점을 가지지만, 확장성 문제와 프라이버시 문제를 해결해야 함
- 이 과제를 해결하는 블록체인 투표 시스템은 민주주의의 혁신적 발전에 기여할 것
- 이를 위한 핵심 기술 ZKP와 L2네트워크

사실 블록체인을 이용한 전자투표는 이미 트럼프 대선 때문에 2016년부터 화제가 되었죠. 부정투표 이슈가 세계적으로 공론화되어서 그런지 학계의 논문 등에서도 많이 언급되기 시작했습니다(그냥 단순 전자투표는 훨씬 이전부터). 실제로 각국에서 테스트도 많이 했네요.

1️⃣기존 인터넷 기반 투표와 무엇이 다른가?
인터넷 기반 투표는 과거에 여러 논란을 불러일으켰습니다. 특히, 미국은 인터넷 투표 기술이 아래와 같이 보안성과 신뢰성을 충분히 확보하지 못한 상태에서 사용되는 것에 우려를 표하며 이 시스템을 거부했었습니다.

- 확장성 문제: 대규모 투표자의 데이터를 빠르고 안전하게 처리하지 못함
- 프라이버시 문제: 투표의 투명성과 프라이버시 보호 둘 다 만족 못함
- 법적 및 규제 문제: 전 세계적으로 다양한 법적 요건 충족이 어려움

-그러나 ZKP와 L2 솔루션의 발전으로 이러한 문제를 해결할 가능성이 제시되고 있습니다. ZKP는 투표 내용을 노출하지 않고도 투표 과정을 모두가 검증할 수 있도록 하는 기술로, 주로 개인정보 보호와 투표의 무결성을 보장합니다. 최근에는 L2 네트워크를 통해 확장성을 제공하면서 대규모 투표에서도 사용 가능성을 높이려는 움직임도 있습니다.

2️⃣블록체인 투표의 좋은 점
블록체인 투표는 보안성, 확장성, 비용 절감 측면에서 장점을 가지고 있습니다. 선거 과정을 블록체인에 기록함으로써 조작 및 의심을 예방할 수 있으며, 스마트폰을 통해 접근성을 향상시킬 수도 있습니다.

- 보안성: 투표 데이터의 불변성과 위조 방지
- 투명성: 모든 투표가 기록되고 누구나 확인할 수 있는 개방형 시스템
- 프라이버시 보호: 영지식 증명(ZKP)과 같은 암호화 기술을 통해 투표자의 신원을 보호하면서도 투표 결과를 확인 가능

-신분 도용, 기기 접근성 부족 등 여전히 해결해야 할 문제들이 남아 있습니다만 블록체인을 투표/선거에 적용하려는 움직임은 활발히 일어나고 있습니다.
우리나라에서 벌써 블록체인을 온라인 투표에 도입했네요(링크). 아직은 인식이 더디지만 이 분야는 블록체인 기술이 크게 기여할 것이고 대표적 사용 사례가 될 것으로 보입니다.

참고자료
"Decentralized E-Voting Systems Based on Blockchain: The Voting Protocol in the Real World" (2017)
"zkVoting : Zero-knowledge proof based coercion-resistant and E2E verifiable e-voting system"(2024)
"Privacy and verifiability in voting systems: Methods, developments and trends"(2013)
"Blockchain-Based E-Voting Systems: A Technology Review"(2024)

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