{"id":1484,"date":"2015-11-26T14:51:06","date_gmt":"2015-11-26T13:51:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.polyas.de\/blog\/?p=1484"},"modified":"2018-12-11T14:20:19","modified_gmt":"2018-12-11T13:20:19","slug":"verifizierbarkeit-der-online-stimmabgabe-cast-as-intended","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.polyas.de\/blog\/de\/online-wahlen\/forschung\/verifizierbarkeit-der-online-stimmabgabe-cast-as-intended","title":{"rendered":"Verifizierbarkeit der Online-Stimmabgabe: Cast-as-intended"},"content":{"rendered":"<p>Die Weiterentwicklung des Online-Wahlsystems von POLYAS folgt stets den Anspr\u00fcchen der Wissenschaft und der Praxis.<!--more--> Der Schwerpunkt in der aktuellen Forschung liegt derzeit auf dem Ausbau der \u00d6ffentlichkeit und Transparenz von POLYAS Online-Wahlen f\u00fcr den W\u00e4hler.<\/p>\n<p>Insbesondere durch das Wahlcomputer-Urteil des Bundesverfassungsgerichts aus dem Jahr 2009 kommt den Kriterien \u201e\u00d6ffentlichkeit\u201c und \u201eNachvollziehbarkeit\u201c bei elektronischen Wahlen eine besonders gro\u00dfe Bedeutung zu.<\/p>\n<p><span style=\"font-size: 10pt; color: #808080;\">Dies ist eine Zusammenfassung des wissenschaftlichen Artikels \u201e<a href=\"http:\/\/link.springer.com\/article\/10.1007\/s11623-015-0512-7\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Cast-as-intended-Verifikation f\u00fcr das POLYAS-Internetwahlsystem<\/a>\u201c von Stephan Neumann, Melanie Volkamer, Moritz Strube, Achim Brelle und Wolfgang Jung. Erschienen im Magazin \u201eDatenschutz und Datensicherheit\u201c, Ausgabe 11\/2015 erschienen im Springer Gabler Wissenschaftsverlag, ISSN<strong>:<\/strong>\u00a01614-0702.<\/span><\/p>\n<h3><strong>Die Verifikation der Online-Stimmabgabe: End-to-End-Verification in drei Stufen<\/strong><\/h3>\n<p>Um die korrekte Stimmausz\u00e4hlung in der elektronischen Wahlurne nachvollziehen zu k\u00f6nnen, muss die Stimmabgabe verifizierbar sein f\u00fcr den W\u00e4hler. Aus technischer Sicht wird die Verifizierbarkeit in drei Schritte unterteilt: \u201ecast-as-intended\u201c, \u201estored-as-cast\u201c und \u201etallied-as-stored\u201c.<\/p>\n<ol>\n<li><strong> Cast-as-intended<\/strong>: Die W\u00e4hler \u00fcberpr\u00fcfen die korrekte \u00dcbermittlung ihrer Stimme an die zentralen Wahlsystemkomponenten.<\/li>\n<li><strong> Stored-as-cast:<\/strong> Die W\u00e4hler \u00fcberpr\u00fcfen, dass ihre Stimme unver\u00e4ndert zwischengespeichert wird und korrekt in die Ausz\u00e4hlung geht.<\/li>\n<li><strong> Tallied-as-stored: <\/strong>Der Wahlleiter kontrolliert die korrekte Ausz\u00e4hlung aller \u00fcbermittelten Stimmen; unabh\u00e4ngig von einzelnen W\u00e4hlern.<\/li>\n<\/ol>\n<h3><strong>Verifikationsm\u00f6glichkeiten im POLYAS Wahlsystem<\/strong><\/h3>\n<p>Bereits im Jahr 2011 implementierte POLYAS in Zusammenarbeit mit universit\u00e4ren Wissenschaftlern eine Erweiterung des POLYAS Online-Wahlsystems, die den W\u00e4hlern die dritte Stufe der Verifizierbarkeit erm\u00f6glicht (<em>tallied-as-stored<\/em>). Hiermit kann die Ausz\u00e4hlung in einem unabh\u00e4ngigen Tool erneut durchgef\u00fchrt werden und damit die Korrektheit des Ergebnisses des POLYAS-Wahlsystems \u00fcberpr\u00fcft werden.<br \/>\n<a href=\"https:\/\/www.polyas.de\/unabh%C3%A4ngige-%C3%BCberpr%C3%BCfung-der-wahlergebnisse\">Mehr zur <em>tallied-as-stored<\/em>-Verifikation bei POLYAS<\/a><\/p>\n<p>Nun wurde die erste Stufe der Verifizierbarkeit f\u00fcr das POLYAS-Onlinewahlsystem entwickelt, der insbesondere im Hinblick auf die weite Verbreitung von Schadsoftware eine besondere Bedeutung zukommt.<br \/>\nZur Umsetzung der C<em>ast-as-intended<\/em>-Verifizierung stehen verschiedene M\u00f6glichkeiten zur Verf\u00fcgung. Sie kann beispielsweise in Form einer iterativen cut-and-choose-Pr\u00fcfung, \u00fcber logisch getrennte Ger\u00e4te oder \u00fcber Best\u00e4tigungscodes erreicht werden.<\/p>\n<h3><strong>Geringe Ver\u00e4nderung des Wahlprozesses aus W\u00e4hlersicht<\/strong><\/h3>\n<p>Bei der Implementierung der Cast-as-intended-Verifizierung des POLYAS Online-Wahlsystems war zu ber\u00fccksichtigen, dass das Gesamtsystem f\u00fcr die laufende Zertifizierung nach <a href=\"https:\/\/www.polyas.de\/wahllexikon\/common-criteria-schutzprofil\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><em>Common Criteria<\/em><\/a> durch das Bundesamt f\u00fcr Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) so geringf\u00fcgig wie n\u00f6tig ver\u00e4ndert wird. Daher wurde f\u00fcr POLYAS eine Verifizierung mit Hilfe von Best\u00e4tigungscodes entwickelt. Die Grundidee dieses Ansatzes ist es, jedem W\u00e4hler vorab und unabh\u00e4ngig von seinem Endger\u00e4t eine Liste mit Codes zur Verf\u00fcgung zu stellen, die einen eindeutigen Bezug zwischen seiner Wahlpr\u00e4ferenz und den Codes herstellen. Die Verifizierung mit Hilfe eines Best\u00e4tigungscodes hat gegen\u00fcber den beiden anderen Alternativen den Vorteil, dass weder zus\u00e4tzliche Hardware erforderlich ist, noch umfangreiche \u00c4nderungen am bestehenden Wahlsystem vorgenommen werden m\u00fcssen.<\/p>\n<h3><strong>Implementierung der <em>Cast-as-intended<\/em>-Verifikation bei POLYAS <\/strong><\/h3>\n<p>In der Vorbereitungsphase einer Wahl erzeugt das elektronische W\u00e4hlerverzeichnis des POLYAS Wahlsystems f\u00fcr jeden W\u00e4hler eine geordnete Liste zuf\u00e4lliger Codes. Dabei wird jeder Wahloption ein eindeutiger Best\u00e4tigungscode zugeordnet. Weiterhin erzeugt das W\u00e4hlerverzeichnis f\u00fcr jeden Stimmberechtigten einen Authentifizierungscode, der mit einem Rubbelfeld versehen ist. Sowohl die Authentifizierungsunterlagen, als auch die Code-Liste werden den Stimmberechtigten postalisch \u00fcbermittelt.<\/p>\n<p>Zu Beginn der Wahl besucht der W\u00e4hler die Webseite des elektronischen W\u00e4hlerverzeichnisses und authentifiziert sich dort mit seinen Zugangsdaten. Das W\u00e4hlerverzeichnis ermittelt die Wahlberechtigung durch den Abgleich des Hash-Wertes vom W\u00e4hler-Passwort mit der internen Datenbank auf dem Validator. Ist die Wahlberechtigung vorhanden, bittet das W\u00e4hlerverzeichnis den Validator um einen Token (=Sicherheitsschl\u00fcssel) f\u00fcr den W\u00e4hler. Ermittelt der Validator den W\u00e4hler als stimmberechtigten Eintrag in seiner Datenbank, sendet er ein Token an das W\u00e4hlerverzeichnis, das diesen wiederum an den W\u00e4hler weitergibt. Mit diesem Token wird der W\u00e4hler anonymisiert an die Wahlurne weitergeleitet und kann seine Stimme abgeben. Nach der Stimmabgabe wird der Token im Validator als ung\u00fcltig markiert, sodass dieser Schl\u00fcssel nicht erneut verwendet werden kann.<\/p>\n<p>F\u00fcr die \u00dcberpr\u00fcfung seiner korrekten Stimmweitergabe innerhalb des Wahlsystems erh\u00e4lt der W\u00e4hler eine verschl\u00fcsselte Liste mit Best\u00e4tigungscodes. Diese Codes sind mit dem \u00f6ffentlichen Schl\u00fcssel des Urnenservers verschl\u00fcsselt und werden unbearbeitet vom W\u00e4hler zusammen mit seiner Stimme an den Urnenserver \u00fcbertragen.<\/p>\n<p>Wie der W\u00e4hler mithilfe der Best\u00e4tigungscodes seine Stimmabgabe \u00fcberpr\u00fcfen kann, erfahren Sie ist im Folgenden.<\/p>\n<h4><strong>Positive Verifikation<\/strong><\/h4>\n<p>Der Urnenserver entschl\u00fcsselt die erhaltene Code-Liste, interpretiert die Wahlpr\u00e4ferenz des W\u00e4hlers und sendet den Best\u00e4tigungscode anstelle der entsprechenden Wahloption an den W\u00e4hler zur\u00fcck. Nach Erhalt des Best\u00e4tigungscodes pr\u00fcft der W\u00e4hler diesen Code gegen den Best\u00e4tigungscode in der Liste, die er zusammen mit den Authentifizierungsunterlagen erhalten hat. Stimmt der Code \u00fcberein, hat der W\u00e4hler die Best\u00e4tigung, dass seine Wahlpr\u00e4ferenz unver\u00e4ndert an den Urnenserver \u00fcbermittelt wurde und braucht keine weiteren Aktionen vorzunehmen. Das elektronische W\u00e4hlerverzeichnis und die Wahlurne verwerfen die zwischengespeicherte Relation nach einer vorgegebenen Zeit (beispielsweise eine Stunde) und die Wahlurne speichert nun die abgegebene Stimme zur Ausz\u00e4hlung.<\/p>\n<h4><strong>Negative Verifikation<\/strong><\/h4>\n<p>Stimmt der Code nicht \u00fcberein, kann der W\u00e4hler mit Hilfe seines Authentifizierungscodes den Service des W\u00e4hlerverzeichnisses aufrufen und die Diskrepanz zwischen erhaltenem und erwartetem Best\u00e4tigungscode melden. Das W\u00e4hlerverzeichnis identifiziert den entsprechenden Token und gibt eine Meldung an den Urnenserver, dass die zu diesem Token geh\u00f6rende Stimme gel\u00f6scht werden soll. Danach wird der W\u00e4hler zur erneuten Stimmabgabe freigeschaltet.<\/p>\n<h3><strong>Bedeutung der Verifizierbarkeit von Online-Wahlsystemen und Ausblick der weiteren Forschung<\/strong><\/h3>\n<p>Die aktuellen Erweiterungen des POLYAS Online-Wahlsystems sind ein bedeutender Schritt zur Herstellung des, vom Bundesverfassungsgericht geforderten, <a href=\"https:\/\/www.polyas.de\/wahllexikon\/wahlgrundsaetze\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Wahlgrundsatzes<\/a> der \u00d6ffentlichkeit.<\/p>\n<p>Zur Erreichung einer umfassenden <em>End-to-End<\/em>-Verifizierbarkeit arbeitet die Forschungsabteilung von POLYAS an zus\u00e4tzlichen Schritten der Verifikation, sodass eine l\u00fcckenlose Verfolgung des virtuellen Stimmzettels m\u00f6glich wird. So entwickeln wir eine weitere Kontrollfunktion, mit deren Hilfe die W\u00e4hler \u00fcberpr\u00fcfen k\u00f6nnen, ob die von ihnen abgegebene Stimmen in den zentralen Komponenten des Wahlsystems korrekt zur Ausz\u00e4hlung zwischengespeichert wird (<em>stored-as-cast<\/em>). Somit zielen wir auf eine noch h\u00f6here Transparenz sowohl f\u00fcr den Online-W\u00e4hler als auch f\u00fcr den Wahlleiter.<\/p>\n<p><span style=\"font-size: 10pt; color: #999999;\">Das Projekt (HA-Projekt-Nr. 435\/14-25) wird im Rahmen von Hessen ModellProjekte aus Mitteln der <a href=\"http:\/\/www.innovationsfoerderung-hessen.de\/projektbeispiele\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">LOEWE \u2013 Landes-Offensive zur Entwicklung wissenschaftlich-\u00f6konomischer Exzellenz<\/a>, F\u00f6rderlinie 3: KMU-Verbundvorhaben gef\u00f6rdert.<br \/>\n<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Weiterentwicklung des Online-Wahlsystems von POLYAS folgt stets den Anspr\u00fcchen der Wissenschaft und der Praxis.<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":6896,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_eb_attr":"","ub_ctt_via":"","spay_email":"","jetpack_publicize_message":"","jetpack_is_tweetstorm":false,"jetpack_publicize_feature_enabled":true},"categories":[11,19],"tags":[],"featured_image_src":"https:\/\/www.polyas.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/polyas-valid-tu-darmstadt.jpg","author_info":{"display_name":"Matthias Schubert","author_link":"https:\/\/www.polyas.de\/blog\/author\/m-schubert"},"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v19.9 - 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