Descripció del projecte
Aquest projecte de recerca té com a objectiu el desenvolupament d’un nou protocol de votació electrònica segur, anònim, verificable i escalable, basat en tecnologies criptogràfiques avançades com les proves de coneixement zero (Zero-Knowledge Proofs, ZKPs), criptografia amb llindar (Threshold Cryptography), arbres de Merkle i infraestructures descentralitzades. L’objectiu és dissenyar un sistema de vot digital que pugui ser utilitzat de manera fiable en processos participatius de tota escala, garantint alhora la privacitat dels votants, la integritat del recompte i l’absència de punts de confiança centralitzats.
La recerca aborda reptes clau del vot electrònic: assegurar la verificabilitat universal del procés, preservar l’anonimat del vot en tot moment, evitar manipulacions o dependències d’entitats centrals, permetre votacions amb centenars de milers de participants, i evitar la compra de vot o la coerció. Per assolir-ho, el projecte explorarà i desenvoluparà una arquitectura basada en: 1) la tecnologia Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge (ZK-SNARKs) per validar vots i transicions d’estat sense revelar informació privada, 2) les estructures criptogràfiques eficients per gestionar el cens i l’estat del procés electoral, 3) la reencriptació i la criptografia homomòrfica per garantir el vot secret i el recompte verificable, 4) la generació distribuïda de claus per impedir desxiframents unilaterals, i 5) l’ús de blockchain i rollups per a garantir que el procés de votació funcioni de manera immutable i escalable.
El projecte no es limita a un model teòric, sinó que l’objectiu final és la seva posada en producció. El doctorand participarà en totes les fases del procés: disseny criptogràfic, implementació de prototips, anàlisi de seguretat, optimització de circuits i proves, i avaluació experimental del protocol en entorns distribuïts.
L’impacte social esperat del projecte és alt, ja que ha de contribuir de manera molt significativa a la reducció de costos de l’organització de processos de votació i a l’enfortiment de les garanties d’aquests i, per tant, de la legitimitat de les preses de decisions que se’n derivin. Emprant terminologia de la criptografia, les votacions són una primitiva fonamental de la democràcia. De baix cap a dalt (bottom-up): a curt termini, associacions, comunitats de pràctica, etc.; a mitjà termini, administracions locals, associacions grans, etc.; i a llarg termini, eleccions estatals, processos estatutaris, etc.
A nivell de disponibilitat de programari, el projecte ha de fer contribucions significatives al corpus de programari lliure, incloent-hi l’addició de llibreries criptogràfiques, scripts de testing (o testatge si es vol catalanitzar), etc.
A nivell de producció científica, s’esperen, com a mínim, dues publicacions a revistes indexades del primer quartil (Q1), i la participació en tres conferències amb publicació de les actes (proceedings), una de les quals de primer nivell (A).
Malgrat la naturalesa eminentment tecnocientífica, el projecte també ha de considerar, com a mínim, aspectes legals, com ara la gestió de dades personals molt sensible (preferències polítiques), i aspectes econòmics, com ara els sistemes d’incentius per fer el sistema desenvolupat econòmicament sostenible.
El projecte es realitzarà conjuntament entre Vocdoni Association i la Universitat Politècnica de Catalunya, amb el suport extern de la Universitat Pompeu Fabra, en un entorn de recerca amb components tecnològics i de transferència de coneixement universitat-empresa i empresa-universitat molt forts.
Aquest projecte es construeix sobre la base de la plataforma DAINCI de Vocdoni, portant la seva arquitectura al següent nivell de maduresa criptogràfica i escalabilitat (de TRL4 a TRL8).
La Metodologia de Recerca serà Design Science Research (DSR), combinada amb l’anàlisi i la prova formal de protocols criptogràfics, assegurant el pas de la prova de concepte (PoC) a un sistema productiu.
La càrrega de treball és l’equivalent a 3 anys a temps complet. Durant el primer any es farà la revisió de la literatura i la definició de les propietats del sistema. Al juny de 2026, el doctorand haurà de lliurar i defensar un Pla de Recerca on haurà de determinar amb un grau de precisió alt les preguntes de recerca, així com el pla de treball per obtenir-ne les respostes i els indicadors de validació d’aquestes, tant a nivell científic com industrial. Al segon any, el gruix de la feina es centrarà en el desenvolupament del sistema (disseny, desenvolupament, testatge i desplegament). Al tercer any, el focus es posarà en la validació de mercat i el refinament de la solució, així com l’exploració de la seva aplicació en altres àmbits no previstos inicialment.
El doctorand tindrà accés a l’experiència pràctica i la infraestructura de desplegament de Vocdoni, complementada amb la capacitat d’anàlisi i els recursos de simulació avançada dels laboratoris de la UPC.
És un projecte especialment indicat per a candidats amb interès en criptografia, seguretat informàtica, tecnologia blockchain, protocols distribuïts, verificació formal o vot electrònic, i que vulguin treballar en un entorn on la recerca té aplicació directa i immediata en sistemes reals.
