Descripció del projecte
Este proyecto de investigación tiene como objetivo el desarrollo de un nuevo protocolo de votación electrónica seguro, anónimo, verificable y escalable, basado en tecnologías criptográficas avanzadas como las pruebas de conocimiento cero (Zero-Knowledge Proofs, ZKPs), criptografía con umbral (Threshold Cryptography), arboles. El objetivo es diseñar un sistema de voto digital que pueda ser utilizado de forma fiable en procesos participativos de toda escala, garantizando al mismo tiempo la privacidad de los votantes, la integridad del recuento y la ausencia de puntos de confianza centralizados.
La investigación aborda retos clave del voto electrónico: asegurar la verificabilidad universal del proceso, preservar el anonimato del voto en todo momento, evitar manipulaciones o dependencias de entidades centrales, permitir votaciones con cientos de miles de participantes y evitar la compra de voto o la coerción. Para ello, el proyecto explorará y desarrollará una arquitectura basada en: 1) la tecnología Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argumento of Knowledge (ZK-SNARKs) para validar votos y transiciones de estado sin revelar información privada, 2) las estructuras criptográficas del proceso y la gestión reencriptación y la criptografía homomórfica para garantizar el voto secreto y el recuento verificable; 4) la generación distribuida de claves para impedir desciframientos unilaterales; y 5) el uso de blockchain y rollups para garantizar que el proceso de votación funcione de forma inmutable y escalable.
El proyecto no se limita a un modelo teórico, sino que su objetivo final es su puesta en producción. El doctorando participará en todas las fases del proceso: diseño criptográfico, implementación de prototipos, análisis de seguridad, optimización de circuitos y pruebas y evaluación experimental del protocolo en entornos distribuidos.
El impacto social esperado del proyecto es alto, ya que debe contribuir de forma muy significativa a la reducción de costes de la organización de procesos de votación y al fortalecimiento de las garantías de éstos y, por tanto, de la legitimidad de las tomas de decisiones que se deriven. Empleando terminología de la criptografía, las votaciones son una primitiva fundamental de la democracia. De abajo hacia arriba (bottom-up): a corto plazo, asociaciones, comunidades de práctica, etc.; a medio plazo, administraciones locales, asociaciones grandes, etc.; ya largo plazo, elecciones estatales, procesos estatutarios, etc.
A nivel de disponibilidad de software, el proyecto debe realizar contribuciones significativas al corpus de software libre, incluyendo la adición de librerías criptográficas, scripts de testing (o testaje si se quiere catalanizar), etc.
A nivel de producción científica, se esperan, al menos, dos publicaciones en revistas indexadas del primer cuartil (Q1), y la participación en tres conferencias con publicación de las actas (proceedings), una de ellas de primer nivel (A).
A pesar de la naturaleza eminentemente tecnocientífica, el proyecto también debe considerar, como mínimo, aspectos legales, como la gestión de datos personales muy sensible (preferencias políticas), y aspectos económicos, como los sistemas de incentivos para realizar el sistema desarrollado económicamente sostenible.
El proyecto se realizará conjuntamente entre Vocdoni Association y la Universidad Politécnica de Cataluña, con el apoyo externo de la Universidad Pompeu Fabra, en un entorno de investigación con componentes tecnológicos y de transferencia de conocimiento universidad-empresa y empresa-universidad muy fuertes.
Este proyecto se construye en base a la plataforma DAINCI de Vocdoni, llevando su arquitectura al siguiente nivel de madurez criptográfica y escalabilidad (de TRL4 a TRL8).
La Metodología de Investigación será Design Science Research (DSR), combinada con el análisis y la prueba formal de protocolos criptográficos, asegurando el paso de la prueba de concepto (PoC) a un sistema productivo.
La carga laboral es la equivalente a 3 años a tiempo completo. Durante el primer año se realizará la revisión de la literatura y la definición de las propiedades del sistema. En junio de 2026, el doctorando deberá entregar y defender un Plan de Investigación donde deberá determinar con un grado de precisión alto las preguntas de investigación, así como el plan de trabajo para obtener sus respuestas e indicadores de validación, tanto a nivel científico como industrial. En el segundo año, el grueso del trabajo se centrará en el desarrollo del sistema (diseño, desarrollo, testaje y despliegue). En el tercer año, el foco se pondrá en la validación de mercado y el refinamiento de la solución, así como la exploración de su aplicación en otros ámbitos no previstos inicialmente.
El doctorando tendrá acceso a la experiencia práctica y la infraestructura de despliegue de Vocdoni, complementada con la capacidad de análisis y los recursos de simulación avanzada de los laboratorios de la UPC.
Es un proyecto especialmente indicado para candidatos con interés en criptografía, seguridad informática, tecnología blockchain, protocolos distribuidos, verificación formal o voto electrónico, y que quieran trabajar en un entorno en el que la investigación tiene aplicación directa e inmediata en sistemas reales.
