Jan Willemson získal v roce 2002 doktorát z informatiky na Univerzitě v Tartu v Estonsku. Zabýval se bezpečným digitálním časovým razítkem, mobilní robotikou, výpočty s více stranami a řadou témat týkajících se elektronické správy, zejména elektronických voleb. Je autorem více než 80 akademických článků v mezinárodních časopisech a konferencích.
Mnoho lidí instinktivně důvěřuje hlasování na papíře více než internetovým volbám. Proč tento předpoklad zpochybňujete a tvrdíte, že elektronické hlasování může být snazší zabezpečit, pokud je provedeno správně?
Jedna z mých otázek, kterou vždy pokládám, zní: proč důvěřujete hlasování na papíře? Hlasování na papíře s námi samozřejmě je od chvíle, kdy jsme se narodili, ale to neznamená, že je to technicky lepší médium pro hlasování. Bylo zavedeno hlavně proto, že neexistovala žádná jiná dobrá alternativa. Takže když se opravdu pečlivě zamyslíte nad bezpečnostními vlastnostmi hlasování na papíře, zjistíte, že má ve skutečnosti docela dost slabin. Moje tvrzení, které jsem mimochodem přednesl i během této prezentace, je takové, že když se to udělá správně, elektronické hlasování je ve skutečnosti snazší zabezpečit. Když se díváte na velkou hromadu papírových volebních lístků, jak dokážete zjistit, že všechny pocházejí od oprávněných voličů a že nebyly někde v průběhu procesu změněny? A odpověď zní: vlastně to nedokážete. Hlasovací lístky jsou anonymní. Takže si tím nemůžete být jisti. Samozřejmě existují provozní bezpečnostní opatření. U volební schránky stojí lidé, doufejme, že po celou dobu. Implicitní předpoklad je, že tito lidé nejsou škodliví aktéři, což ale neplatí vždy. V tomto smyslu je zabezpečení elektronického hlasování s dobrým logováním a s dobrými digitálními otisky všech operací snazší.
V estonském kontextu navíc internetové volby nevznikly jako izolovaný technický experiment. Navazovaly na širší digitalizaci státu z konce 90. let a počátku nového tisíciletí: X-Road jako vrstva pro přístup k datům, občanský průkaz a později mobilní ID, zákon o digitálním podpisu, program Tiger Leap pro školy, vzdělávací iniciativa Look At The World pro seniory a také na rozšířené e-bankovnictví a elektronická daňová přiznání. Důvěra nestála pouze na tvrzení, že „počítače jsou lepší“. Stála na tom, že společnost už měla zkušenost s digitálními službami, digitální identitou a právně uznávaným digitálním podpisem. Teprve v takovém prostředí dává smysl tvrdit, že elektronické hlasování může být při správném návrhu transparentnější a auditovatelnější než velká anonymní hromada papírových lístků.
Mohou internetové volby fungovat pro právně závazné volby bez silné elektronické identifikace? To by bylo velmi těžké. Takže pokud chcete zřídit politické, právně závazné volby, pak vaše identifikace musí být poměrně silná. Jde o to, že ne všechny volby musejí být tak silné jako ty parlamentní. Mohou existovat například nějaké komunitní volby, kde by stačila identifikace pomocí telefonního čísla. Je to vlastně otázka toho, jakou úroveň záruky chcete u své identifikace mít. Takže ano, pokud chcete záruku na úrovni parlamentních voleb, pak bych řekl, že byste potřebovali silné eID. Pro nižší úrovně záruky by mohly stačit slabší ID.
V Estonsku je důležité, že občanský průkaz funguje jako povinný identifikační doklad od roku 2002 a zároveň jako cestovní doklad. Nejde jen o jednu aplikaci pro volby, ale o základní stavební kámen digitálního státu. Karta obsahuje dva kryptografické páry veřejného a soukromého klíče: jeden pro autentizaci a druhý pro digitální podepisování. Technicky se vývoj posouval od RSA1024 přes RSA2048 až po ECC P-384. Právě tato infrastruktura umožňuje, aby digitální podpis měl stejnou právní váhu jako podpis vlastnoruční.
Jak kryptografie za internetovými volbami chrání zároveň tajnost hlasu i správnost sčítání?
Je v tom spousta kryptografického aparátu. Především jsou hlasy šifrovány. A potom je v procesu před sečtením hlasů také mixovací krok. Mixování dělá mění kryptogramy. Mění bitovou reprezentaci kryptogramů a zároveň poskytuje důkaz, že množina otevřených textů před mixováním a po mixování je stejná. To je jeden z hlavních kryptografických kroků, který zajistí, že soukromí každého jednotlivého hlasu zůstane zachováno, ale jako celek bude součet stále odpovídat.
V současném estonském systému IVXV jsou hlasy šifrovány pomocí kryptosystému ElGamal na eliptické křivce P-384. Samotný hlas je podepisován prostřednictvím ID karty, mobilního ID nebo SmartID, takže systém pracuje zároveň s autentizací voliče, podpisem hlasu a šifrováním hlasu. Důležité jsou také důkazy s nulovou znalostí: důkaz správného mixování a důkaz správného dešifrování. Ty umožňují ověřovat, že proces proběhl správně, aniž by bylo nutné odhalit obsah jednotlivých hlasů.
Je ochrana digitální identity voliče jedním z nejtěžších problémů internetových voleb? Co se stane, pokud se lidé o své přístupové údaje nestarají?
Rozhodně je to problém, i když ne nutně ten nejtěžší. Na tuto otázku existuje několik různých možných odpovědí. Jednou odpovědí je, že elektronická identita je tak jako tak vaší právní reprezentací v tomto světě nebo v této digitální doméně. V Estonsku je digitální podpis právně rovnocenný vlastnoručnímu podpisu, což znamená, že si na svou elektronickou identitu stejně musíte dávat velmi dobrý pozor. A to je jeden z těch společenských předpokladů, o kterých jsme mluvili předtím: že to elektorát musí chápat. A musí chápat, že občanský průkaz nebo mobilní ID je skutečně právní reprezentace. A pokud se o něj dobře nestarají, mohou třeba darovat své domy, rozvést se apod.
Takže to je něco, co si lidé budou muset uvědomit. A je nutné, aby bylo toto uvědomění široce přijato ve společnosti, než ho budete moci začít zavádět například do hlasování. Lidé budou muset převzít odpovědnost za svou digitální identitu. Další možnou odpovědí je, že bychom stále mohli uvažovat o přidání biometriky. V Estonsku ji v tuto chvíli nepoužíváme. Naposledy jsme ji vyhodnocovali před šesti lety. A tehdy například rozpoznávání obličeje ještě nebylo dostatečně spolehlivé. Je ale možné, že se od té doby stalo spolehlivějším. Takže v nějaké budoucnosti ho možná budeme muset znovu vyhodnotit.
Zvýšilo by mobilní hlasování významně počet lidí, kteří hlasují elektronicky?
Ne nutně o mnoho. Pravděpodobně by se stalo to, že lidé, kteří dříve hlasovali elektronicky pomocí svých notebooků nebo počítačů, by přešli na mobil. Nemyslím si, že by mnoho lidí, kteří byli voliči na papíře, přešlo k elektronickému hlasování jen kvůli mobilnímu hlasování. Problém nebyl v tom, že by neměli přístup k počítačům. Přístup k počítačům je stále velmi rozšířený. Zároveň mobilní hlasování není jen „hlasování na menším počítači“. Mobilní ekosystémy jsou mnohem uzavřenější a nezávislé ověřování integrity aplikace je v nich výrazně obtížnější než u otevřenějších počítačových platforem.
Dalším problémem jsou malé obrazovky, které nutí návrháře dělat kompromisy v uživatelském rozhraní. Estonská legislativa už byla aktualizována tak, aby mobilní hlasování umožnila, a software pro mobilní hlasování byl vytvořen a testován. Přesto se v komunálních volbách v roce 2025 tato možnost ještě nepoužila a pravděpodobně se nepoužije ani v parlamentních volbách v roce 2027.
Jak řešíte nátlak na kupování hlasů? Jak Estonsko toto riziko v internetových volbách řeší?
Myslím, že o občanských průkazech jsme se už bavili. Ale pokud jde o nátlak, stále bych řekl, že v případě hlasování na papíře je nátlak pořád větším problémem. Stále existuje „vodkové hlasování“, kdy někomu dáte například láhev vodky za jeho papírový hlas. A to se bohužel děje. Ne ve velkém rozsahu, ale přesto. Takže nátlak je potřeba řešit. Způsob, jakým to v Estonsku řešíme, je možnost opakovaného hlasování. Když máte pocit, že jste byli při odevzdávání svého hlasu donuceni, můžete buď znovu odevzdat svůj hlas digitálně, nebo v těchto dnech dokonce i na papíře. Takže ano, nedávno začalo být možné odevzdat hlas také v neděli voleb poté, co jste hlasovali elektronicky, a váš papírový hlas by měl přednost.
Logika opakovaného hlasování je v tomto systému obranným mechanismem, nikoli chybou. Nátlak nebo kupování hlasů ztrácí část své účinnosti, pokud si volič může později v klidu znovu odhlasovat a platný bude až poslední relevantní hlas. V prezentaci připomínám i známý případ z parlamentních voleb v roce 2011, kdy jedna starší volička hlasovala více než pětsetkrát. I taková extrémní situace ukazuje, že systém musí mít jasně definováno, který hlas se počítá, jak se pracuje s opakovanými hlasy a jak se zároveň chrání tajnost volby.
Jak lze složité kryptografické hlasovací mechanismy vysvětlit běžným voličům?
To je rozhodně výzva. Ale tím chci říct, že právě k tomu máme audiovizuální prostředky. Vznikla vysvětlující videa. Můžete vytvářet analogie. Schéma elektronického hlasování ve skutečnosti vychází ze starého schématu poštovního hlasování, kterému se říká schéma dvojité obálky, kdy vložíte svůj papírový hlasovací lístek do vnitřní obálky a potom vnitřní obálku vložíte do vnější obálky a vnější obálku podepíšete. To se děje už možná sto let. A některým lidem to může být známé. Přinejmenším je možné vysvětlit současné kryptografické mechanismy například pomocí analogie obálek. Tato analogie je užitečná právě proto, že odděluje dvě věci, které musí volební systém umět současně: ověřit oprávnění voliče a zároveň neprozradit obsah jeho hlasu.
Vnější obálka odpovídá identifikaci a podpisu, zatímco vnitřní obálka chrání tajnost samotného hlasu. Ve skutečném internetovém hlasování tuto analogii nahrazují kryptografické operace, šifrování, podpisy a důkazy správnosti. Pro voliče ale často není nutné rozumět všem matematickým detailům; důležité je, aby pochopili princip, proč systém může být kontrolovatelný, aniž by porušil tajnost hlasování.
Když jsou politické strany skeptické k internetovým volbám, je tato debata opravdu jen o bezpečnosti?
Můj názor je, že pokud strany projevují skepsi, je to kvůli pocitu, že existence elektronického hlasování jim v zastupitelských orgánech vezme některé mandáty. A to je jejich hlavní starost. Ale bohužel nemohou říct: nemáme rádi internetové hlasování, protože ztrácíme mandáty. Tedy, nemohou… Musejí říkat něco jiného. Odkazují tedy na bezpečnostní problémy. A to je debata, která probíhá. Obávám se, že existují určité skryté motivace. A potom je tu tato veřejná tvář debaty. Takže když se díváte jen na tuto veřejnou tvář, nemyslím si, že získáváte úplný obraz.
Kvantová hrozba je pro mnoho kryptografických systémů stále relevantnější. Co znamená postkvantový přechod pro internetové volby, zejména když musí být dlouhodobě zachováno volební tajemství?
To je rozhodně téma, na kterém je potřeba pracovat. A jak jsem také zmínil během své prezentace, existuje mnoho vrstev, v nichž se používá asymetrická kryptografie: na vrstvě TLS, při autentizaci pomocí vašich eID, při podpisu hlasu i při jeho šifrování. Všechny tyto věci používají asymetrickou kryptografii. A všechny budou muset v určitém okamžiku projít přechodem. Kryptosystém používaný k šifrování hlasů je možná ten nejnáročnější, protože nepůjde o standardizovaný kryptosystém, příkladem je ElGamal.
Ty standardní kryptosystémy jsou pouze podpisy a výměna klíčů, což nestačí na všechny ty sofistikované kryptografické triky, které potřebujeme. A to znamená, že na tom musíme pracovat. Existují dobří kandidáti založení na mřížkách, na kterých pracujeme v našich článcích a kteří budou v nadcházejících letech implementováni jako ověření konceptu. Takto vypadá každodenní práce kryptografů.
U internetového hlasování je kvantová hrozba citlivá i proto, že tajnost hlasu musí vydržet déle než samotný den voleb. Nestačí, aby byl hlas tajný v okamžiku odevzdání; systém musí bránit i pozdějšímu dešifrování uložených hlasů v době, kdy se kryptografické možnosti útočníků zlepší. Rád bych zdůraznil, že eID bude muset postkvantovým přechodem projít tak jako tak. Ještě složitější je ale postkvantové šifrování hlasů, protože musí být slučitelné s důkazy s nulovou znalostí a dalšími vlastnostmi, které volební protokol potřebuje. Právě proto se zkoumají mřížkové kandidátní konstrukce a připravují se ověření konceptu.
Jak důležitá je transparentnost internetových voleb? Měla by veřejnost mít možnost kontrolovat zdrojový kód, kryptografické protokoly nebo proces auditu, a kde jsou hranice?
Transparentnost je samozřejmě velmi důležitá. Zdrojový kód většiny aplikací je otevřený. Jedinou uzavřenou aplikací je v tuto chvíli hlasovací aplikace. Možná bude někdy otevřena i ta. Uvidíme. Protokoly jsou všechny otevřené. Zda by kdokoli z ulice měl mít možnost auditovat všechno, na to je odpověď ne, protože auditoři budou mít také přístup k dílkům informací, které mohou potenciálně pomoci při nátlakových útocích. Uvidí tedy časová razítka hlasů a časová razítka opakovaných hlasů. Budou mít přístup k informaci, který hlas byl poslední. A to je informace, která může být použita při nátlakovém útoku. Takže pokud je auditor zároveň tím, kdo nátlak vyvíjí, zaváděli bychom tím bezpečnostní riziko. To je omezení.
Pro některé operace potřebujete auditory vázané NDA a auditory, u nichž si můžete být jisti, že nejsou součástí nějakého nátlakového útoku. Transparentnost neznamená, že úplně každý musí vidět úplně všechno. U internetových voleb existuje rozdíl mezi otevřeností protokolů a zdrojových kódů na jedné straně a přístupem k provozním datům, která by mohla být zneužita, na straně druhé. Podstatné je, aby systém nabízel auditovatelnost a veřejně popsané protokoly, ale zároveň neotevíral informace, které mohou oslabit ochranu voliče před nátlakem. Právě proto mohou být některé auditorské role vyhrazeny jen důvěryhodným a smluvně vázaným osobám.
Jak vážný je DDoS jako útok proti internetovým volbám?
DDoS je vždy útok proti jakémukoli digitálnímu systému. A existují také mechanismy, které jsou proti němu zavedeny. Existuje tedy několik vstupních bodů. Ale v určitém smyslu je podle mě DDoS jedním z nejméně zajímavých typů útoků proti internetovým volbám. Jen by odebral možnost hlasovat, ale nezpůsobil by žádnou jinou škodu. Nezfalšoval by žádné hlasy. Neumožnil by útočníkovi hlasovat jménem někoho jiného ani nic podobného. A pravděpodobně by netrval příliš dlouho. Standardní mechanismy boje proti DDoS až dosud stačily. Doufám, že budou stačit i v dohledné budoucnosti.
Je užitečné rozlišovat mezi dostupností systému a integritou volebního výsledku. DDoS útočí hlavně na dostupnost: snaží se zabránit tomu, aby se uživatelé k systému dostali. Sám o sobě ale nezpůsobuje, že by se změnily hlasy, prolomilo volební tajemství nebo vznikly falešné hlasy. Proto je DDoS pro provoz voleb nepříjemný a musí se řešit technickými protiopatřeními, ale z hlediska kryptografické bezpečnosti a správnosti výsledku nejde o nejzajímavější kategorii útoku.
Pokud by jiná evropská země chtěla zavést internetové volby, co by měla vybudovat jako první: digitální identitu, právní důvěru, technickou odbornost nebo důvěru veřejnosti?
Nejprve byste měli vybudovat eID. Ale samozřejmě samotné zavedení eID nestačí. Museli byste také přimět lidi, aby ho používali. Když jsou lidé zvyklí používat eID a cítí se pohodlně s digitálními službami, které používají, je to už velký krok také k budování důvěry v digitální systémy obecně a mezi nimi i v digitální hlasování. Estonská zkušenost ukazuje, že eID musí být součástí širšího ekosystému. Nestačí vydat občanům kartu nebo aplikaci; lidé ji musí běžně používat v situacích, které pro ně mají skutečnou hodnotu, například při komunikaci se státem, v bankovnictví, při daních nebo při právně závazném podepisování dokumentů.
Když se ohlédnete za estonskou zkušeností, jaké je hlavní poučení: že internetové volby mohou být bezpečné, nebo že mohou fungovat jen za velmi specifických politických, právních a společenských podmínek?
Nenazval bych to specifickým, ale hlasování je rozhodně takový jev, který pak nějakým způsobem zachycuje celou společnost. Všichni členové společnosti jsou jím rozhodně ovlivněni, i když se ho neúčastní, a velká část společnosti bude zároveň elektorátem. Takže zcela určitě je velkou součástí toho zvyknout lidi na internetové hlasování a zajistit, aby se s ním cítili pohodlně. Ale znovu se můžete zeptat, jak byla vybudována důvěra v hlasování na papíře? Byla vybudována desítkami let provozování této věci a pozorováním, že státy stále fungují a nic příliš špatného se nestalo. Myslím si, že tuto otázku si příští generace budou klást čím dál méně, protože pro ně bude internetové hlasování existovat odjakživa a nic příliš špatného se, doufejme, nestalo. Takže si myslím, že pro ně to bude mnohem přirozenější.
Hlavní lekce není jen technická. Internetové volby mohou být bezpečné pouze tehdy, pokud je technická architektura doplněna právním uznáním digitální identity, zkušeností občanů s digitálními službami, politickou legitimací a schopností vysvětlit veřejnosti, jak systém funguje a kde jsou jeho limity. Estonsko mělo výhodu v tom, že internetové volby nepředstavovaly pro občany úplně cizí digitální prvek. Byly dalším krokem v prostředí, kde už existovaly eID, digitální podpis, elektronické bankovnictví, daňová přiznání a další digitální služby. To je důležitá podmínka, kterou nelze jednoduše přeskočit.
Jaké závěrečné poselství byste zanechal publiku?
Opusťte nezabezpečené hlasování na papíře co nejrychleji a místo něj zaveďte internetové hlasování.
Děkuji za rozhovor.
Za DSM se ptal Martin Haloda.
