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自适应风险限制选票比对审计

密码学与安全 2022-12-23 v5

摘要

风险限制审计(RLA)是用于检测无效选举结果的严格统计程序。RLA 检查选举中投出的纸质选票,以统计评估选票确定的获胜者与计票报告的获胜者之间存在不一致的可能性。最高效的选票方法通过“选票比对”进行。然而,选票比对需要不可信地声明每张投出选票的内容,而非简单的投票总数统计。该“投出票记录表”(CVR)随后被抽样与选票核对一致性。在许多实际场景中,生成合适 CVR 的成本主导了审计成本,阻碍了这些样本高效技术的广泛采用。我们引入了一种新的 RLA 程序:一种“自适应选票比对”审计。在该审计中,从不生成全局 CVR;而是迭代一个三阶段程序:1)选择一个批次,2)为该批次生成 CVR,3)抽取批次内一张选票,由审计员查验并与 CVR 比对。我们证明此类审计可达到与标准比对审计相称的风险,同时仅生成一部分 CVR。我们给出三项主要贡献:1)RLA 的形式化对抗模型;2)定义并分析了一种具有严格风险限制的自适应审计程序,以及考虑典型审计中偶然错误的相关正确性分析;3)实际效率分析。该方法可按轮次组织(如同比对审计的典型做法),其中被抽样的 CVR 并行生成。使用佛罗里达州 2020 年总统大选数据,在 5% 风险与 1% 边际下,仅生成 22% 的 CVR;在 10% 边际下,仅生成 2%。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.02607,
  title  = {Adaptive Risk-Limiting Ballot Comparison Audits},
  author = {Benjamin Fuller and Abigail Harrison and Alexander Russell},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.02607},
  year   = {2022}
}

备注

33 pages. Substantial technical and editorial revision