전 세계의 거의 모든 정치 시스템은 권력을 수립하고, 변화를 일으키고, 정책을 제정하기 위해 어떤 형태의 투표를 사용합니다. 미국에서 투표 제도는 역사적으로 정치적 민주주의를 확립하는 공정한 방법으로 여겨져 왔습니다. 그러나 최근에 이 시스템은 투표 위조 또는 집계 오류로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 다른 국가들도 투표 문제에 공평한 몫을 가졌습니다. 2017 프랑스어 정치 선거 및 2018 이탈리아 정치 선거 기간 동안 유로 위기 EU의. 이러한 논란은 현재 투표 시스템이 해킹당하거나 변조될 수 있다는 약점을 보여줍니다. 이러한 약점을 해결하기 위해 여러 연구자들이 양자 기술, 특히 양자를 적용하는 방법을 모색하기 시작했습니다. 암호 법, 투표 시스템을 보다 안전하게 만들기 위해.

투표 방식이 달라도 혜택은 동일 

디지털 시대로 인해 대부분의 국가에서는 투표 기계를 통한 E-voting(전자 투표) 또는 개인 컴퓨터를 통한 I-voting(인터넷 투표)을 구현합니다. 두 시스템 모두 모든 유권자에게 완벽한 보안과 개인 정보 보호를 제공해야 하지만 항상 그런 것은 아닙니다. 에 따르면 조르디 푸이갈리 알레푸즈, 최고 보안 책임자 겸 연구 및 보안 부문 수석 부사장 Scytl 선거 기술 SLU, 양자 컴퓨팅은 향상된 수준의 보안 및 기타 이점을 제공할 수 있습니다. 푸이갈리 알레푸즈(Puiggali Allepuz)는 "양자 컴퓨터는 현재 구현된 것보다 더 강력하고 견고한 새로운 보안 메커니즘을 가져올 것"이라고 말했습니다. “예를 들어, 양자 컴퓨터용으로 특별히 설계된 새로운 암호화 알고리즘을 가져올 것입니다. 포스트 퀀텀 암호화 알고리즘). 이러한 컴퓨터는 양자 물리학 속성을 사용하여 암호화 메커니즘(양자 암호화)을 구현할 수 있으므로 이러한 유형의 암호화는 설계의 일부가 됩니다(예: 내부에서 처리 중인 데이터의 도청 시도 감지). 이러한 컴퓨터용으로 설계된 인공 지능 알고리즘은 보안 데이터(예: 로그, 추적 또는 트래픽)를 분석하고 사용자 인증(더 나은 고객 파악 메커니즘) 및 보안 탐지 및 방지 시스템을 개선하는 데 점점 더 빨라질 것입니다.” Puiggali Allepuz는 Scytl 팀의 일원으로 개념의 증거 라는 프로젝트의 일부로 프로토콜을 사용하는 양자 저항 I-voting 시스템 프로메테우스 H2020.

보안 외에도 전자 투표와 I 투표 모두 양자 컴퓨팅으로 구동되는 보다 최적화된 투표 프로세스의 이점을 누릴 수 있습니다. 푸이갈리 알레푸즈(Puiggali Allepuz)는 "양자 기술이 투표 과정에 가져올 주요 개선점은 집계 과정의 속도가 될 것"이라고 설명했습니다. “모든 전자 계산, 결과 통합 또는 전자적으로 수행되는 좌석 할당 프로세스는 양자 컴퓨터의 처리 능력으로 인해 즉시 결과를 생성합니다. 다른 예상되는 개선 사항은 다양한 수준에서 선거 데이터를 즉시 통계적으로 처리하고 선거 과정과 관련된 기타 정보를 예측하거나 생성하는 것입니다.” 특히 전자 투표의 경우 양자 기술이 제공할 수 있는 다른 이점이 있습니다. Puiggali Allepuz는 다음과 같이 말했습니다. 이것은 장애가 있는 유권자들에게 가장 중요할 것입니다.” 이러한 접근성의 증가는 또한 더 많은 개인, 특히 역사적으로 과소대표된 배경을 가진 사람들이 투표하도록 장려할 수 있습니다. "또한, 속도 측면에서 투표 기계의 일부 프로세스를 보다 효율적으로 만들 수 있지만(양자 컴퓨터를 충분히 작게 만들 수 있을 만큼 기술이 성숙된 경우) 투표 프로세스 자체는 여전히 인간 중심으로 유지될 것입니다. 유권자는 영향을 받지 않을 것입니다.”라고 Puiggali Allepuz가 덧붙였습니다. "이는 양자 컴퓨터에 결과를 도입하기 전에 투표가 여전히 손으로 집계되는 경우에도 적용됩니다." 다른 많은 잠재적 이점이 있지만 강화된 보안, 더 빠른 처리 및 더 나은 접근성의 주요 이점은 이미 이 기술이 미래의 민주적 프로세스를 개선하는 데 크게 도움이 될 수 있음을 시사합니다.

투표 시스템의 보안 문제

양자 기술이 세계의 투표 시스템을 개선하는 데 큰 영향을 미칠 수 있지만 이 차세대 기술은 심각한 위협도 내포하고 있습니다. 많은 사람들이 양자 컴퓨팅으로 인한 잠재적인 보안 위협에 대해 이미 우려하고 있기 때문에 이러한 우려는 전체 투표 시스템의 무결성뿐만 아니라 유권자 데이터에 대한 위협을 생각할 때 더욱 복잡해집니다. 전자 투표에는 많은 잠재적인 문제가 있습니다. Puiggali Allepuz는 다음과 같이 설명했습니다. 따라서 이러한 공격에 대한 보호 조치를 구현하기 위해 양자 기반 기술로 전환해야 합니다. 사실, 우리는 양자 컴퓨터가 전통적인 기반 투표 시스템(예: 종이 투표)을 공격하는 데에도 사용될 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 예를 들어, 양자 컴퓨터는 유권자의 개인 인증을 손상시키거나(예: 인간의 수단으로는 탐지하기 어려운 수준으로 유권자를 가장하는 데 사용될 수 있음) 선거 공무원이 인식할 수 없는 종이 투표 정보를 처리하는 데 사용될 수 있습니다. 또는 관찰자. 따라서 전통적인 투표 프로세스는 이러한 공격으로부터 투표를 보호하기 위해 양자 기술의 도움이 필요할 것으로 예상됩니다.”

유권자 정보가 잠재적으로 위협받을 수 있으므로 본인 투표도 안전하지 않습니다. Puiggali Allepuz는 "선거 데이터와 관련하여 미래의 공격으로부터 현재 데이터를 보호하기 위한 적절한 조치를 취하지 않는 것은 오늘날 위험합니다."라고 말했습니다. “예를 들어 앞서 언급했듯이 현재의 암호화 알고리즘은 양자 컴퓨터 공격에 충분히 강하지 않습니다. 따라서 이러한 암호화 알고리즘을 사용하여 암호화된 모든 데이터는 향후 즉시 해독되어 개인 정보를 잃게 됩니다. 또한 양자 컴퓨터가 대량의 데이터를 처리할 수 있는 알고리즘을 실행하는 데 더 효율적일 것이라는 점을 고려하는 것도 중요합니다. 현재의 취약한 데이터를 기반으로 미래에 유권자 프라이버시에 대한 공격이 설계될 수 있다는 점을 고려해야 한다고 말했습니다.” 고맙게도 Puiggali Allepuz는 이러한 위협에 대한 몇 가지 잠재적인 완화를 제안했습니다. "이를 위해 현재 데이터가 이러한 유형의 공격에 노출되지 않도록 하는 조치를 구현하기 시작해야 합니다."라고 그는 덧붙였습니다. “예를 들어 데이터를 암호화하기 위해 포스트 퀀텀 알고리즘을 사용하지 않는 동안 유권자 개인 정보를 손상시킬 수 있는 정보를 포함할 수 있는 선거 데이터를 게시해서는 안 됩니다. 보다 구체적으로 암호화된 투표를 게시하는 것은 피해야 합니다. 정의에 따라 블록체인 정보는 삭제할 수 없고 영원히 유지되기 때문에 이것은 특히 블록체인 기반 시스템과 관련이 있습니다. 따라서 미래에는 양자 컴퓨터를 사용하여 블록체인 데이터를 처리하고, 투표를 해독하고, 블록체인 데이터를 적절하게 보호되지 않은 다른 데이터 소스와 연관시키는 알고리즘을 사용하여 원본과 연관시킬 수 있습니다.”

Kenna Hughes-Castleberry는 Inside Quantum Technology의 전속 작가이자 JILA(University of Colorado Boulder와 NIST 간의 파트너십)의 과학 커뮤니케이터입니다. 그녀의 글쓰기 비트에는 심층 기술, 메타버스 및 양자 기술이 포함됩니다.

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• 출처: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-voting/