緊張的政治局勢和對新冠病毒的恐懼導致今年創紀錄的美國人提前投票，無論是郵寄投票還是親自投票。現在，無論是在收到選票後即時開始計票的州，還是等到選舉日才開始計票的州，計票過程都依賴於各州甚至各縣之間差異很大的機器。
儘管投票中使用的技術在不斷發展，但它仍然容易受到惡意和無意錯誤的影響。為了保護系統免受這兩者的侵害，愛荷華大學的計算機科學家、《破碎的選票》一書的合著者道格拉斯·W·瓊斯解釋說，選舉官員需要能夠檢查並複核選舉結果。
“斯坦福大學的[計算機科學家和電子投票安全研究員]大衛·迪爾提出了一個很好的格言：如果我們做得對，即使是魔鬼本人也可以製造投票機，我們仍然可以舉行公正的選舉，”瓊斯說。“而做得對意味著擁有真正可審計的技術——選票上的標記，普通選民知道這些標記表達了他們的真實意圖。”《大眾科學》採訪了瓊斯，瞭解投票機的工作原理、它們的漏洞以及選舉日當天和之後會發生什麼。
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【以下是採訪的編輯稿。】
目前美國各地都在使用哪些型別的機器？
我們已經淘汰了打孔卡和機械槓桿投票機。這些現在都已經是很久以前的歷史了。我們剩下的是兩類投票機，這兩類機器都是在 20 世紀 60 年代和 70 年代推出的。光學掃描投票機與標準化考試評分機密切相關，您需要在選票上候選人姓名旁邊的氣泡中塗黑。目前，這是美國使用最廣泛的投票技術。我們擁有的另一類是直接記錄電子投票機。第一臺直接記錄電子投票機實際上是在 1970 年代在伊利諾伊州部署的，但在 2002 年透過《幫助美國投票法案》後，這些機器的使用才大規模擴張。很明顯，《幫助美國投票法案》的作者們預料到直接記錄電子投票機將成為新的常態。但事實上，出於安全原因，這些機器非常成問題。
直接記錄投票機的一個根本缺陷——也就是說，無論是舊式機械機器上拉動槓桿，還是在現代機器上觸控觸控式螢幕，所有這些機器最終都完全無法審計。除了拆開並實際檢查其機制之外，沒有辦法知道機器是否誠實。我們沒有好的方法使用軟體來做到這一點。完全缺乏任何可審計的計數記錄，以至於你不得不完全信任程式設計師，這是一個真正的問題。[但是]今天美國絕大多數選票都是用手填寫的紙質選票記錄的。這讓我感覺還不錯。此外，越來越多的州都有某種形式的審計法。
現代投票機還存在哪些其他問題？
這是我在 20 世紀 70 年代首次學到的計算機安全方面的一條舊規則，今天仍然適用。那就是：對我們所有系統最大的威脅不是惡意的外部駭客，而是存在許多完全誠實、正常的人會犯錯誤。我們人類在犯錯時具有令人驚訝的、偶然的創造效能力。對於需要塗黑氣泡的選票，一個典型的錯誤是列印選票時候選人的順序與掃描器程式設計的候選人順序不同。2006 年 6 月在波特瓦塔米縣[愛荷華州]的初選中發生了一起著名的此類事件。最終結果是，出現的數字非常荒謬，與任何人對競選結果的預期沒有任何關係。選舉官員注意到了這一點。他們進行了人工計數，從而完全解決了問題。他們能夠做到這一點是因為他們有紙質選票。
親自投票的選民可以直接將紙質選票放入掃描器中進行自動計數。但是，如何統計缺席選票呢？
在選舉之夜的深夜，選舉辦公室的工作人員整天都在清點缺席選票，把它們堆積起來，然後放入高速掃描器中，以每分鐘掃描 800 張選票的速度進行掃描。一些管轄區有自動開信機，你只需把一整疊缺席選票信封整齊地堆放起來，放入機器中，它就會從每個信封的邊緣削掉十六分之一英寸，這樣選票就可以很容易地從信封中抖出來。一些管轄區正在使用簽名驗證軟體，信封被吸入機器中，放在攝像頭前，然後透過軟體或顯示在某人遠端計算機螢幕上的方式來檢查簽名。這些實際上非常類似於郵局用於自動讀取郵件地址的機器，只不過目的是驗證簽名。而這又是一個全新的問題，因為在許多情況下，我們的法律並沒有真正規定我們如何檢查簽名。事實證明，簽名接受和拒絕的數學非常糟糕。如果你拒絕任何簽名，那麼你很有可能拒絕了更多誠實、有效的選民的簽名，而不是抓住了無效的簽名。
計票過程是否在選舉日之後繼續？
我們有諸如選舉前夜的郵戳截止日期等長期傳統。在我在這裡的這段時間裡，愛荷華州一直都是這樣。因此，在選舉之後的一週裡，遲到的郵件仍然會慢慢地送達選舉辦公室——所有這些遲到的信封都會檢查郵戳，如果郵戳可以接受，則會被計算在內。現在這裡有一個問題，因為在過去的幾十年裡，郵局一直在減少在信件上應用任何型別的郵戳的頻率。然而，如今，郵局會自動為每封透過其掃描器的信封新增條形碼。郵局有記錄可以告訴你何時應用了該條形碼。其計算機系統在這方面確實很出色，但根據某些州法律，這是不可接受的。因此，郵戳截止日期是一個真正的問題，因為郵局已經減少了經典郵戳的使用程度。
在選舉之後有一段時間，需要對計數進行檢查和交叉檢查，[這個過程稱為計票]。例如，在邁阿密，他們有一個巨大的電子表格，每個辦公室的每個候選人一列；每個選區一行。在他們有了所有這些資料之後，他們會檢視選區投票機打印出來的紙帶——顯示總票數的摘要紙帶——然後將它與該電子表格進行比較，目的是排除其中心製表軟體中的任何錯誤，因為過去曾經出現過此類錯誤。即使他們沒有處理遲到的缺席選票，這可能也需要選舉之後的幾天時間。那時，選舉委員會會簽署計票報告。然後將計票報告轉發給州，州會經歷相同的流程。越來越多的州在簽署官方計票報告之前進行選舉後審計，而在其他州（如愛荷華州），我們會在簽署計票報告之後進行選舉後審計。儘管愛荷華州法律規定審計不能改變選舉結果，但至少您可以發現您是否犯了錯誤。因此，選舉可能需要選舉之後的幾周才能完成。