論文の概要: Improving the Security of United States Elections with Robust Optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02306v2
• Date: Mon, 30 Sep 2024 01:45:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-01 21:57:28.366211
• Title: Improving the Security of United States Elections with Robust Optimization
• Title（参考訳）: ロバスト最適化によるアメリカ合衆国大統領選挙の安全性向上
• Authors: Braden L. Crimmins, J. Alex Halderman, Bradley Sturt,
• Abstract要約: 厳格なセキュリティ保証を備えたテストデッキを設計するための,最初の公式なアプローチを紹介します。 当社のアプローチは、ミシガン州選挙局による現実世界の選挙で試行されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.454428371457422
• License:
• Abstract: For more than a century, election officials across the United States have inspected voting machines before elections using a procedure called Logic and Accuracy Testing (LAT). This procedure consists of election officials casting a test deck of ballots into each voting machine and confirming the machine produces the expected vote total for each candidate. We bring a scientific perspective to LAT by introducing the first formal approach to designing test decks with rigorous security guarantees. Specifically, our approach employs robust optimization to find test decks that are guaranteed to detect any voting machine misconfiguration that would cause votes to be swapped across candidates. Out of all the test decks with this security guarantee, our robust optimization problem yields the test deck with the minimum number of ballots, thereby minimizing implementation costs for election officials. To facilitate deployment at scale, we develop a practically efficient exact algorithm for solving our robust optimization problems based on the cutting plane method. In partnership with the Michigan Bureau of Elections, we retrospectively applied our approach to all 6928 ballot styles from Michigan's November 2022 general election; this retrospective study reveals that the test decks with rigorous security guarantees obtained by our approach require, on average, only 1.2% more ballots than current practice. Our approach has since been piloted in real-world elections by the Michigan Bureau of Elections as a low-cost way to improve election security and increase public trust in democratic institutions.
• Abstract（参考訳）: 1世紀以上にわたり、アメリカの選挙当局者は、論理と正確性テスト(LAT)と呼ばれる手順を用いて選挙前に投票機を検査してきた。 この手続きは、各投票機に投票の試験デッキを投入し、その機械が各候補者に対して予想される投票総数を生成することを確認する選挙役人で構成される。 私たちは、厳格なセキュリティ保証を備えたテストデッキを設計するための最初の正式なアプローチを導入することで、科学的な視点をLATに持ち込みます。 特に,提案手法では,投票マシンの不正設定を検知し,候補間で投票を切り替えることが保証されるテストデッキを見つけるために,堅牢な最適化を採用している。 このセキュリティ保証のあるすべてのテストデッキのうち、我々の堅牢な最適化問題は、最小限の投票数でテストデッキを発生させ、選挙役人の実施コストを最小化する。 大規模展開を容易にするために,切削平面法に基づくロバストな最適化問題を解くための,事実上効率的な正確なアルゴリズムを開発した。 この振り返り調査では、我々のアプローチによって得られた厳格なセキュリティ保証を備えたテストデッキは、平均して現在の慣行よりも1.2%多く必要とされています。 当社のアプローチはその後、ミシガン州選挙局による現実世界の選挙において、選挙の安全を改善し、民主的な機関に対する公的な信頼を高めるための低コストな方法としてパイロット化されてきました。

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