美選投票率創新高!一億張紙本選票如何計算 選戰的「最大漏洞」每屆都上演

原文出自【一億張紙質選票和 bug 頻發的掃描儀,將左右美國大選?】,經 超神經百科 授權轉載原文,未經同意者請勿任意轉載!

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文/HyperAI超神經

2020 年美國大選選舉日投票正式啟動。各州投票站已於美東時間 11 月 3 日晚 6 點依次關閉,對應台灣時間 11 月 4 日上午 7 點。一邊是兩位 70 多歲的候選人各地奔波,衝刺拉票;另一邊,是熱情高漲的選民,紛紛摩拳擦掌,參與到這場大選決戰中。

▲ Google Doodle 為網民們提供參與投票的查詢工具

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過去的大選日當天晚上,選票結果便會出爐。但今年由於投票人數激增、郵寄投票截至日期不同等種種原因,讓今年的選情也更為複雜。目前,大選進入正式開票階段,多個「搖擺州」的選票仍在緊張統計中⋯


投票率創新高,一億紙本票如何統計

在選舉日到來之前,很多地方已經開始提前投票。據最新數據顯示,各州已收到提前選票近 9330 萬張,超過了上個選舉年總投票數的三分之二,目前還有近 3200 萬張郵寄選票,尚未寄達投票站。大多數選舉專家認為,今年美國大選將有 1.5—1.6 億張選票。

據美國媒體報導,半數以上的選民選擇手工填寫紙本選票,然後由光學掃描儀,掃描統計,其餘選民將透過機器投票。

▲ 郵寄到投票站的紙本選票,還需要工作人員一一拆封。

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也就是說,有 1 億多張紙本選票,將在各地投票站中被清點和統計。這些數以億計的紙本選票,光是體積就非常龐大,而要一張一張地處理這些紙本選票,更是一項巨大的工程。

為了加快統計速度,近年來很多州、縣都已開始採用光學掃描儀進行選票統計。


2020 年了,用答案卡選總統可信嗎?

上文提到,目前美國大選投票方式,主要有紙本選票和電子投票兩種。

電子投票機一直受到各種質疑,曾發生過一家不知名的技術公司 Shadow 為愛荷華州的民主黨開發了一款用於統計票數的 App。沒想到,在選舉之夜發生了技術故障,導致推遲了一周才核對完票數。除了臨時故障以外,黑客入侵、數據安全等原因,也成為了電子投票或手機投票沒有大規模推行的原因。

所以,紙本投票仍被認為是最安全的投票方式,因此大部分選民依然通過紙本選票的方式進行投票。

▲ 選民將紙本投票投入郵筒。

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然而,紙本投票帶來的第一個問題就是:如何增加統計效率?光學掃描儀成為解決這一問題的首選工具。


據美國皮尤研究中心(Pew Research Center)分析,有將近一半的美國註冊選民,其所在司法管轄區採用了光學掃描儀作為投票系統。

▲ 米黃色地區為採用光學掃描儀統計選票,佔比超過半數,此外還有電子投票、和人工計數。

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採用光學掃描儀的地區,看重的是其統計速度和成本更低的優勢。但是這一方法也存在著缺陷。

由於光學掃描儀受到其使用算法的強健性的限制,加之設計不良且未經校準的機器可能會無意中誤計或將選票作廢因此會導致錯誤的統計結果,而這些情況並不容易被察覺。

▲ 今年的紙本投票卡樣例。(不同地區有細微差異)

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光學掃描儀通常根據標記區域(比如橢圓形)中黑色和白色的像素數量(dark and light pixels )來確定該標記是否為投票,一般來說系統所使用的算法對標記的形狀和黑色像素都很敏感。

然而,各地投票站的工作人員們,還是發現了光學掃描系統中的數百個漏洞,這些漏洞通常是由於以下原因造成的:將選票倒置放進掃描儀;掃描儀同時通過多張選票;傳感器損壞、卡紙或過熱、打印與編程不一致、編程錯誤等。即使採用率最高的光學掃描儀,也受到不少質疑。


歷屆大選「車禍」現場:都是掃描儀的錯

過去的大選中,都曾因光學掃描儀出現失誤而造成選票的誤算。

2000 年總統大選:加州奧蘭治縣的光學掃描儀因「不明原因」,未能清點400 多張選票;佛羅裡達州數萬張選票,由於掃描失敗沒有被統計,大約有31775 名選民的選票被忽略、未讀取。

2004 年總統大選:加州納帕縣因法律規定,對選票中的 1% 進行人工審計時,發現紅杉公司生產的掃描儀,在一些用凝膠墨水標記的選票上出現了錯誤。而生產商對此表示,這些儀器只能讀取碳墨水,不能讀取其它墨水筆跡。

▲ 選票(ballot)像塗答案卡一樣,將候選人對應標記區域塗黑,掃描儀則通過數字成像技術來識別標記。

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2008 年總統大選:哥倫比亞特區選舉中,紅杉公司光學掃描儀進行統計時,一個有故障的墨盒導致選票結果被複製到多場競選中。


當然,有些情況也不能全怪掃描儀,選民自己也會造成一些錯誤統計。

一些選民在投票時,不仔細閱讀說明,使用不正確,比如標記區域本該塗黑,卻被他們塗成星星、圓圈或叉,甚至有人填錯之後試圖用膠帶或其它方式來修改,這些都導致「答案」不能被正確識別、讀取。

但不管怎麼說,這些錯誤都讓光學掃描儀的公信力被質疑,生產廠商自然難辭其咎,但是事情也並不是那麼簡單。


製造商:機器沒問題,不接受調查

2008 年大選之後,當事光學掃描儀的製造商紅杉公司,在回應有關誤算選票信息時表示:「數據或內部事件日誌中,沒有發現可以確定導致或促成了該問題的異常或違規行為。 」

紅杉隨後還發布了一份報告,將問題歸咎於人為錯誤,排除了硬件和軟件故障的可能性,並聲稱公司沒有辦法追踪掃描機器的問題。


哥倫比亞特區議會最終決定,要求紅杉公司提交投票系統的源代碼,以便進行更徹底的調查,紅杉公司對此表示反對。

▲ 紅杉公司回應光學掃描儀失誤的報告中連連否認

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最終,紅杉公司將錯誤歸咎於從單個墨盒上傳信息的問題。而哥倫比亞特區議會方面則表示偶然的錯誤和異常不可避免,今後出現這些問題時,最好的方法是進行仔細,公開和獨立的調查,並採用新的協議來確保將來不會發生更大的故障。

其它光學掃描儀的設備製造商,也同樣出現過失誤,其中 Diebold 公司雖然接受調查,但拒絕公佈結果,稱其為專有信息。


由此看來,光學掃描儀的問題溯源路上可謂障礙重重。今年的大選,不知道這些設備面對 1 億的紙本選票,會不會又出什麼 bug 呢?



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