一億張紙質選票和 bug 頻發的掃描儀,將左右美國大選?

一億張紙質選票和 bug 頻發的掃描儀,將左右美國大選?

內容提要:美國大選正式拉開帷幕。今年選民熱情高漲,投票率創歷史新高,預計將有1.5-1.6億選票,因此,選票統計可能仍需時日,最終結果未必會在大選當日揭曉。在這期間,又是否會出現一些意外狀況呢?

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關鍵詞:美國大選 光學掃描儀 誤算

2020年美國大選選舉日投票正式啓動。各州投票站已於美東時間11月3日晚6點依次關閉,對應北京時間11月4日上午7點。

一邊是兩位70多歲的候選人各地奔波,衝刺拉票;另一邊,是熱情高漲的選民,紛紛摩拳擦掌,參與到這場大選決戰中。

圖爲今日 Google Doddle,

併爲網民們提供參與投票的查詢工具

以往的大選日當天晚上,選票結果便會出爐。但今年由於投票人數激增、郵寄投票截至日期不同等種種原因,讓今年的選情也更爲複雜。

目前,大選進入正式開票階段,多個「搖擺州」的選票仍在緊張統計中……

投票率創新高,一億紙質票如何統計

在選舉日到來之前,很多地方已經開始提前投票。據最新數據顯示,各州已收到提前選票近9330萬張,超過了上個選舉年總投票數的 ⅔,目前還有近3200萬張郵寄選票,尚未寄達投票站。

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大多數選舉專家認爲,今年美國大選將有1.5-1.6億張選票。

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據美國媒體報道,半數以上的選民選擇手工填寫紙質選票,然後由光學掃描儀,掃描統計,其餘選民將通過機器投票。

郵寄到投票站的紙質選票,還需要工作人員一一拆封

也就是說,有1億多張紙質選票,將在各地投票站中被清點和統計。這些數以億計的紙質選票,光是體積就足夠龐大,而要一張一張地處理這些紙質選票,更是一項浩大的工程。

爲了加快統計速度,近年來很多州、縣都已開始採用光學掃描儀進行選票統計。

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上文提到,目前美國大選投票方式,主要有紙質選票和電子投票兩種。

電子投票機一直受到各種質疑,曾發生過一家不知名的技術公司 Shadow 爲愛荷華州的民主黨開發了一款用於統計票數的 App。沒想到,在選舉之夜發生了技術故障,導致推遲了一週才覈對完票數。

除了臨時故障以外,黑客入侵、數據安全等原因,也成爲了電子投票或手機投票沒有大規模推行的原因。

所以,紙質投票仍被認爲是最安全的投票方式,因此大部分選民依然通過紙質選票的方式進行投票。

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選民將紙質投票投入郵筒

然而,紙質投票帶來的第一個問題就是:如何提高統計效率?光學掃描儀成爲解決這一問題的首選工具。

據美國皮尤研究中心(Pew Research Center)分析,有將近一半的美國註冊選民,其所在司法管轄區採用了光學掃描儀作爲投票系統。

米黃色地區,爲採用光學掃描儀統計選票,佔比超過半數

此外還有電子投票、和人工計數

採用光學掃描儀的地區,看重的是其統計速度和成本更低的優勢。但是這一方法也存在着缺陷。

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由於光學掃描儀受到其使用算法的魯棒性的限制,加之設計不良且未經校準的機器可能會無意中誤計或將選票作廢,因此會導致錯誤的統計結果,而這些情況並不容易被察覺。

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今年的紙質投票卡樣例(不同地區有細微差異)

光學掃描儀通常根據標記區域(比如橢圓形)中黑色和白色的像素數量(dark and light pixels )來確定該標記是否爲投票,一般來說系統所使用的算法對標記的形狀和黑色像素都很敏感。

然而,各地投票站的工作人員們,還是發現了光學掃描系統中的數百個漏洞,這些漏洞通常是由於以下原因造成的:

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將選票倒置放進掃描儀;掃描儀同時通過多張選票;傳感器損壞、卡紙或過熱、打印與編程不一致、編程錯誤等。即使採用率最高的光學掃描儀,也受到不少質疑。

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過去的大選中,都曾因光學掃描儀出現失誤而造成選票的誤算。

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2000年總統大選:加州奧蘭治縣的光學掃描儀因「不明原因」,未能清點400多張選票;佛羅里達州數萬張選票,由於掃描失敗沒有被統計,大約有31775名選民的選票被忽略、未讀取;

2004年總統大選:加州納帕縣因法律規定,對選票中的1% 進行人工審計時,發現紅杉公司生產的掃描儀,在一些用凝膠墨水標記的選票上出現了錯誤。而生產商對此表示,這些儀器只能讀取碳墨水,不能讀取其它墨水筆跡;

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選票(ballot)像塗答題卡一樣,將候選人對應標記區域塗黑

掃描儀則通過數字成像技術來識別標記

2008年總統大選:哥倫比亞特區選舉中,紅杉公司光學掃描儀進行統計時,一個有故障的墨盒導致選票結果被複制到多場競選中。

當然,有些情況也不能全怪掃描儀,選民自身原因也會造成一些誤統計。

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一些選民在投票時,不認真閱讀說明,操作不規範,比如標記區域本該塗黑,卻被他們塗成星星、圓圈或叉,甚至有人填錯之後試圖用膠帶或其它方式來修改,這些都導致「答案」不能被正確識別、讀取。

但不管怎麼說,這些錯誤都讓光學掃描儀的公信力被質疑,生產廠商自然難辭其咎,但是事情也並不是那麼簡單。

製造商:機器沒問題,不接受調查

2008年大選之後,當事光學掃描儀的製造商紅杉公司,在迴應有關誤算選票信息時表示:「數據或內部事件日誌中,沒有發現可以確定導致或促成了該問題的異常或違規行爲。」

紅杉隨後還發布了一份報告,將問題歸咎於人爲錯誤,排除了硬件和軟件故障的可能性,並聲稱公司沒有辦法追蹤掃描機器的問題。

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哥倫比亞特區議會最終決定,要求紅杉公司提交投票系統的源代碼,以便進行更徹底的調查,紅杉公司對此表示反對。

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紅杉公司迴應光學掃描儀失誤的報告中否認連連

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最終,紅杉公司將錯誤歸咎於從單個墨盒上傳信息的問題。而哥倫比亞特區議會方面則表示偶然的錯誤和異常不可避免,今後出現這些問題時,最好的方法是進行仔細,公開和獨立的調查,並採用新的協議來確保將來不會發生更大的故障。

其它光學掃描儀的設備製造商,也同樣出現過失誤,其中 Diebold 公司雖然接受調查,但拒絕公佈結果,稱其爲專有信息。

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由此看來,光學掃描儀的問題溯源路上可謂障礙重重。今年的大選,不知道這些設備面對1億的紙質選票,會不會又出什麼 bug 呢?

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不知道今年大選還會帶來什麼驚喜?

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