Blockchain-based Decentralized Application for Electronic Voting using an Electronic ID

An electronic voting system that fully mimics real-world systems has long been desired. Until recently, it had not been possible to fully address the mandatory properties of a real-world voting scheme, simultaneously. Recently, with the onset of new technologies and research, however, it is not only possible to fulfill these very properties, but also to improve the anonymity and convenience of voting. A decentralized and self-tallying electronic voting protocol that substantially enhances the privacy of voters and diminishes centralization is developed in this work and presented in this dissertation. These properties are accomplished through a symbiotic relationship between the Ethereum Blockchain and the Portuguese electronic ID. Unlike previously proposed Blockchain e-voting protocols, this is the first implementation that more closely fulfills most of the security requirements of a real-world voting scheme. Furthermore, this system improves currently in-use e-Voting systems by using a self-tallying protocol. Thus, each voting citizen is able to compute the tally of the election and has complete control over their own vote. The execution of this protocol is enforced using the consensus mechanism that safeguards the Ethereum Blockchain. To prove its feasibility, its implementation was tested on the official Proof of Work (PoW) test network of Ethereum (known as Ropsten). The financial and computational breakdowns are on par with the leading Blockchain e-voting protocol.Um sistema de votação eletrónica que reproduza eficazmente sistemas eleitorais utilizados no mundo é há muito desejado. Até recentemente, não era possível satisfazer, simultaneamente, as propriedades intrínsecas de um sistema de votação tradicional. Recentemente, com o advento de novas tecnologias e investigação, não só é possível cumprir estas propriedades, como também melhorar o anonimato, acessibilidade e a própria estrutura do processo eleitoral. Neste trabalho, apresentamos um protocolo de votação eletrónica descentralizada e auto contável, que aumenta a privacidade dos eleitores e diminui a centralização. Estas propriedades são alcançadas através de uma relação simbiótica entre a Blockchain de Ethereum e o cartão de cidadão eletrónico Português. Ao contrário de protocolos eleitorais de recurso a Blockchain propostos anteriormente, esta é a primeira implementação que de mais perto atende à maioria dos requisitos de segurança de um esquema de votação real. Além disso, este sistema aperfeiçoa os sistemas de votação eletrónica utilizados atualmente, através da utilização de um protocolo auto contável. Desta forma, cada eleitor é capaz de fazer a contagem eleitoral por si mesmo, e verificar que todos os intervenientes agem de acordo com o protocolo. A execução do protocolo é compelida através do mesmo mecanismo de consenso distribuído que protege a Blockchain de Ethereum. Por forma a provar a sua viabilidade, a implementação foi testada na rede oficial de testes Proof of Work (PoW) de Ethereum (Ropsten). Os custos financeiros e computacionais estão ao mesmo nível do mais importante protocolo de e-voting associado a Blockchai