《科學美國人》質疑投票機脆弱

美國大選中期選舉將于11月6日（本周二）舉行，這次選舉是在共和黨籍總統唐納德·特朗普的第一屆總統任期舉行，被視為2020年美國總統選舉的風向標。

11月1日的《科學美國人》雜志發表題為《我們脆弱的投票機》（The Vulnerabilities of Our Voting Machines）的文章，質疑現行投票系統的技術漏洞正對美國選舉的民主性構成潛在威脅。文中專訪了密歇根大學工程學院計算機科學教授哈曼德（J. Alex Halderman）。哈曼德教授近期在麻省理工學院通過一項模擬投票實驗演示，試圖證明利用現有電子投票系統篡改選舉結果多么簡單。

哈曼德模擬了一場喬治·華盛頓和本尼迪克特·阿諾德之間的假想競選。三名志愿者用現有的選舉系統各自投票支持華盛頓，但哈德曼在實驗中利用惡意軟件代碼成功感染投票機存儲卡，繼而篡改了選票編程，打印出的結果顯示阿諾德以2比1票勝出。哈曼德認為，在現實選舉中，如果不對每張投票保留紙質記錄，選民和人工審計員都無法檢測真實投票結果和決定選舉結果的統計數據之間是否存在差異，而目前全國尚有約20％的選民仍然只進行電子投票。

在今年9月的德克薩斯州參議院選舉中，已經有一些選民報告，他們投給民主黨競選議員貝托·歐洛克（Beto O'Rourke）的選票，在屏幕上顯示被改成了支持現任共和黨參議員特德·克魯茲（Ted Cruz）。經調查并未找到黑客攻擊的證據，哈曼德也認為可以排除受到攻擊的可能性，因為“真正的攻擊不會讓選民和選舉官員看出選票填寫的人名已被篡改”，但他警告“德州事件是該地區設備老化、運轉不良和軟件漏洞問題的信號，這些問題將使這類地區成為竊取選票攻擊的最佳目標。”而無論造成選舉數據出錯的原因是什么，其結果都會是人們對選舉程序本身產生懷疑，就像不久前《紐約時報》記者針對德州事件的評論中所說：“投票箱出錯，就是民主的失敗，這并不是在夸大其詞。”

哈曼德教授現任密歇根大學計算機安全與社會中心主任，他多年來關注計算機安全和隱私相關的課題，尤其是網絡安全對社會和公共政策的廣泛影響。哈曼德在采訪中回憶，他對選舉系統的安全性問題的研究可以追溯到2006年，他當時還在普林斯頓大學求學，“那時候沒有哪個研究組對美國生產的投票機進行過安全分析，而某家匿名廠商同意給我的小組一次做測試的機會。彼時在預設投票設備有技術漏洞的研究人員和堅持一切順利的廠商之間存在重大的分歧。”他們在最初的研究中假設的可能攻擊者，主要來自不誠信的選舉官員和腐敗的候選人團隊，可是“十年過去了，網絡戰逐漸從科幻小說情節變成了幾乎每天都能在報紙上獨到的新聞。2016年確實改變了一切……”

哈曼德認為，美國的民主選舉正受到來自各個方面的技術干擾，無論是對投票軟件的黑客攻擊，還是散布在臉書上的虛假信息，“技術正在很多不同層面上改變民主，盡管它們還是相對分散的，并沒有彼此聯系起來，但它們的共同點在于，都能夠通過在社會中形成和表達政治觀點，將其轉化為選舉結果，使民主變得脆弱。”他將這些技術干擾分為三類：第一種是2016年大選中通過社交媒體宣傳在個人意見層面影響政治話語的形成；第二類的典型是黑客侵入約翰·波德斯塔（John Podesta）的電子郵箱，這種惡劣手段只針對選舉中的某一方陣營，“其根源在于開放社會要制定合理的政治決策，一直以來對信息收集和媒體是何等依賴”；第三類則是哈曼德自己研究的重點，也就是針對基礎設施、投票站點、選民登記系統等選舉機制的黑客攻擊。

哈曼德解釋這類黑客攻擊的操作方法：“攻擊者可能滲透所謂選舉管理系統，也就是由州或縣政府運營的小型計算機網絡，或者有時會從準備選票設計的外部供應商下手。控制票券設計、競選者與候選人信息和投票規則的是一整套軟件系統，選舉官員通常需要將其復制在選舉機器的存儲卡或USB記憶棒上。這為惡意代碼從集中式編程系統傳播到現場投票機上提供了路徑，隨后就可以自由訪問投票機上的所有數據，也包括人們投票的電子記錄。”

美國國家科學院今年9月發布報告，敦促各州在2020年大選前采用紙質選票。哈曼德解釋這種“紙質票審計的方法其實來自質量控制模式。取樣大小取決于選舉結果的差距大小，候選人得票差距很大，就只需要在每個州隨機抽取幾百份票張，核實其電子與紙質記錄結果的吻合度即可；如果得票數持平，就需要徹查幾乎所有的票。”據哈曼德估算，這樣做的成本相對較低，“一年內在全國范圍內對每個州的聯邦選舉結果進行審計，大約需要花費2500萬美元。”然而這一策略目前對一部分州并不適用，因為包括德州和佐治亞州在內，約有14個州仍然完全采用電子投票，根本不能為審核提供紙質線索，甚至還有些地區仍在使用2005年以來就沒打過補丁，漏洞百出的軟件。哈曼德指出，“對2018的中期選舉來說，做什么都為時已晚。當務之急是保證在2020年大選之前完成各州投票機的更新換代，并在每個州確保嚴格的票券后期審計。……這是一場大規模的網絡安全挑戰，要解決它并不是太困難，也并不算昂貴。但實現這一目標需要依靠國家性的標準和手段引領才能實現。”

谷歌有沒有濫用用戶信任？

今年8月初，由于《人民日報》的一篇推文“谷歌回歸中國”的消息鬧得沸沸揚揚，《紐約時報》等多家海外媒體作出了“谷歌將配合中國推出審查版引擎”的揣測。隨后，中國《證券日報》報道國家相關監管部門已證實該傳聞并不屬實，并指出這可能是谷歌面對歐盟巨額罰款的壓力，為刺激資本市場所釋放的信號。又據《華爾街日報》等媒體報道，8月底美國總統特朗普多次在推特上向谷歌發難，指責其操縱搜索結果，優先顯示他的負面報道，存在政治偏見，白宮首席經濟顧問庫德羅也表示將對谷歌展開調查，并考慮其搜索結果是否該由政府監管。

在谷歌被推在風口浪尖之時，美國南加州大學助理教授薩菲亞·烏莫加·諾布爾（Safiya Umoja Noble）今年2月出版的著作《壓迫算法：搜索引擎如何強化種族主義》（lgorithms of Oppression: How Search Engines Reinforce Racism）引起了人們的關注。近日，這位曾經的圖書編目專家，今天的社科暢銷書女作家在洛杉磯接受了法國《新觀察家》雜志的專訪，文章11月2日發表在該雜志官網。諾布爾在采訪中再次譴責谷歌平臺搜索結果展示存在性別偏見、種族歧視的內容，指出這是對互聯網用戶過度信任的利用，為達到商業廣告目的而背離民主。

諾布爾現任美國南加州大學安納伯格傳播學院助理教授。她原本的專業研究方向是圖書館編目系統，在從事了12年營銷工作后她重返學術圈，對身邊的同事們都將谷歌視為輔助研究的在線公共圖書館感到驚訝。“那時候‘谷歌’剛變成了一個動詞，歐美世界都在盛贊谷歌承諾將全球圖書數字化的‘通用圖書館項目’，而我特別不能理解他們的興奮之情，因為過去十多年中我每天都在和那些利用算法耍花招推廣自己產品的家伙打交道。”

在《壓迫算法》一書中，她對谷歌等搜索引擎是否能靠算法為各種不同的觀念、身份和活動提供平等的競爭環境提出了質疑。通過對文本和媒體搜索的分析以及對付費在線廣告的廣泛研究，諾布爾發現：推廣某些網站所能帶來的利益疊加，以及少數搜索引擎的壟斷地位，促成了一組含有偏見的搜索算法，傾向于抬高白色人種，而歧視有色人種，尤其是有色人種中的女性。諾布爾指出，“數據歧視”已成為一個真正的社會問題，隨著搜索引擎及其相關企業在社會中的影響力與日俱增，成為人們日常工作收發郵件的載體、大中小學生的學習工具，它越是在人們面前呈現出“公眾圖書館”這樣令人放松警惕的表象，我們越有必要去嘗試理解21世紀的種族主義和性別歧視如何在這些平臺上孳生、維持和傳播，并想辦法扭轉這些隱藏在算法背后的社會偏見。

諾布爾認為，盡管種族和性別歧視早已存在于傳統媒體中，谷歌搜索卻“賦予了這些偏見一種新的形式，一張客觀性的面具。……互聯網常給人極端民主和高度可信的印象，在人們的想象中，谷歌搜索結果的最頂層是最受歡迎也最可靠的，公眾將其視為現實的承諾。”在諾布爾看來，人們盲目信任的原因在于，“絕大多數人都是算法上的文盲。編碼語言令普通人望而生畏，且受到專利保護，即使看得懂也無權隨便更改。”而更深層次的原因在于我們看待數學運算的二元模式（非對即錯），被移植到某些算法理念中，使它也被看做是現實且自動的真理。“一個數字4是絕對真理，但導向它可以有無數不同的運算步驟，包含了主觀性和決策性，一個算法的構建也是一樣：它是將一系列人為決定自動化的結果。”諾布爾批評谷歌在不斷強化這種“算法神話”，因為它在面臨各方職責后，總是先將責任推還給用戶，做事后諸葛亮式的調整，“似乎算法總是在反映用戶的欲望、習慣和想法，只能通過強制手段來矯正馴服。”

諾布爾認為，算法神話使人們忘記了“谷歌首先是一個廣告平臺，它從搜索引擎優化帶來的內容中獲利。”再退一步說，“即便主宰算法的規則不是廣告盈利性，而是用戶習慣，對少數族裔、弱勢群體來說，多數原則也會讓他們無法通過點擊量來實現互聯網上的競爭，真本身就是反民主的，如果再考慮到社會群體間的數字鴻溝，這個結果就更令人不安了。”盡管谷歌一直宣稱其算法在進行不斷調整，但諾布爾指出，這些往往只是針對某些被曝光的關鍵詞的“縫縫補補”，同樣的偏見仍然會出現在其它未被揭露的詞條搜索結果中，因為“搜索引擎將美國白人男性默認為標準形象”，所以問題的關鍵在于“搞清楚造成這些帶有偏見的原因，以及這些歧視信息在互聯網上的呈現會帶來怎樣的后果。我們不該忽視，在歷史上以陳規定式來描繪種族、宗教或性別上的少數群體，我們所喪失的往往是大量的資源、機會甚至一部分尊嚴與正義。”

為了從根本上解決算法神話帶來的弊端，除了對人們進行“算法掃盲”之外，諾布爾建議應該建立一種（互聯網搜索引擎的）消費者保護機制，賦予受到歧視侵害、錯誤信息干擾甚至被完全忽視的用戶捍衛自己權利、干預平臺運作的手段。這些大型科技企業也應該主動雇傭更多文化領域（包括民族、性別、政治學、信息學等）方面的專業顧問。在諾布爾看來，理想的搜索引擎，應該破壞線性排名系統，打破人們對排名順序的盲目信任，她建議可以以圓形調色盤的方式列表，讓人們清楚地看出信息來自娛樂、博客、傳統媒體或是一些類別界限模糊的地帶，要便于人們了解信息的來源背景和參考基準，這樣的方式并不會杜絕歧視信息的出現，但能激發用戶對其可信度產生警醒意識。

針對更嚴格的監管是否會違背言論自由原則的問題，諾布爾強調：“互聯網上沒有什么所謂言論自由。對于以營利為主要目的的平臺來說，言論自由這一個概念并不適用。有一大堆從來不能浮出水面的觀點，大量被刪除的信息，而某些信息顯得更為重要往往是因為他們付了更多欄位費。歐美一些媒體在谷歌曝出將重返中國的信息時擔心他們會不會受到政府審查，這讓我感到很驚訝，我們同樣也有審查，只是人們選擇視而不見而已。”