블록체인을 활용한 온라인 투표 시스템 설계 및 구현

Abstract

현재 선진국들이 실시 하고 있는 전자투표 시스템은 선거의 모든 과정을 전자화 하는 시스템으로서 투표자들이 편리하게 투표를 할 수 있다. 하지만 현재 실시하고 있는 전자투표 시스템의 문제점은 유권자들의 신뢰와 전자 투표 시스템의 보안 측면에서 문제가 있을 수 있다. 이에 블록체인 기반의 전자투표 시스템을 구성해 데이터를 블록체인에 저장하게 되면 블록체인의 장점을 살려 전자투표 시스템을 구축할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 전자투표의 신뢰성을 보장하고 보안성을 강화할 수 있는 블록체인 방식의 “탈 중앙화식 전자투표 시스템”을 제안한다. 전자투표 방식 중 Rev투표 방식에 해당 되는 온라인 투표를 블록체인을 활용하여 개선하고자 한다. 이더리움 플랫폼을 활용해 Genesis 블록을 설정해 투표 테스트넷을 구성하였다. 투표방추가, 투표진행, 투표결과 등을 스마트 컨트랙트 튜링 완전언어인 Solidity로 작성하여 Dapp를 배포해 블록체인 기술 기반 온라인 투표 시스템에 활용하였다. Solidity로 작성한 스마트 컨트랙트를 이용하여 투표권을 부여하고 한 계정에서 이중 투표를 할 수 없도록 방지하며 신뢰성을 보장하고 보안성 강화가 가능함을 확인 할 수 있다. 성능 평가에서 기존 이더리움 블록체인에서 난이도 산정 방식을 변경하여 블록생성 주기를 약 3초로 낮추고 블록 사이즈는 0.04MB로 변경하였으며 블록에 담길 수 있는 블록 가스 limit을 1,600만 가스로 변경하여 포크를 진행하였다, 이를 플라즈마 방식으로 이더리움 메인넷과 연동 시켜 포크를 진행 하였고, 기존 이더리움에서 단독으로 처리할 때 보다 처리 속도가 크게 항상 할 수 있음을 확인하였다.; The electronic voting system, which is currently being implemented in developed countries around the world, is a system that electricizes all the processes of the election, which provides convenience as well as efficiency. Despite of its benefits, the current electronic voting system has potential problems, especially security vulnerabilities that can be led to the manipulation of voting result and skepticism from voters caused by the formal weakness. If an electronic voting system based on a blockchain is constructed and data is stored in a blockchain, an electronic voting system can be constructed with the advantage of the block chain. Therefore, this paper proposes a blockchain “decentralized electronic voting system” that can guarantee the reliability of electronic voting and enhance security. We want to improve online voting, which is equivalent to the Rev voting method, by using a blockchain, We used the ethereum platform to configure the Genesis block to construct a voting test net. We added the voting room, the voting process, and the voting result with Solidity, a smart contract Turing language, and distributed it to the online voting system based on the blockchain technology. the smart contract created by Solidity ensures a legitimate distribution of voting right, prevention of multiple voting from one account, reliability from the voters, and enhancement of security. In the performance evaluation, the complexity calculation method was altered from the existing ether blockchain - reducing the block generation cycle to about 3 seconds, changing the block size to 0.04MB, and modifying the block gas limit to 16 million gas for the fork. the forking was performed by interlocking with the ethereum main net by the plasma method, and it was confirmed that the processing speed was always higher than the speed using conventional ethereum alone.