全体像
STARK Ballot Simulator は、投票の完全性を段階的に検証するための PoC です。
flowchart LR A[Cast-as-Intended] --> B[Recorded-as-Cast] B --> C[Counted-as-Recorded] C --> D[STARK Verification]
データフロー概観
sequenceDiagram participant V as 投票者 participant S as サーバー participant B as 掲示板 participant Z as zkVM participant VS as 検証サービス V->>S: 投票意図（選択肢・乱数）+ コミットメント S->>B: 掲示板に追記 S-->>V: 投票レシート Note over S: ボット投票を自動追加 S->>Z: 全投票 + Merkle パス Z-->>S: STARK レシート + ジャーナル S->>VS: STARK レシート検証 VS-->>S: 検証レポート S-->>V: 検証結果
コアコンセプト
- 投票コミットメントと投票レシートにより Cast-as-Intended を検証
- RFC 6962 / CT スタイルの掲示板で Recorded-as-Cast を検証
- zkVM ジャーナル、入力整合、ビットマップ証明により Counted-as-Recorded を検証
- RISC Zero レシート検証で STARK 実行の正当性を検証
- AWS クラウド費用の目標月額を 1 USD（デプロイなし、アプリのアクセスなし時）
バンドル用語の階層
検証で扱うアーティファクト群は階層的な 3 つの用語で呼び分けます。
証明バンドル ⊃ 配布対象アーカイブ ⊃ bundle.zip（ファイル）
詳細: バンドル構造、定義: 用語集 > 証明バンドル。
プロジェクト規模
概算（2026-05-23 時点、tracked files ベース、生成物を除く、千行単位に丸め）。
| 区分 | 行数 |
|---|---|
| TypeScript / React（アプリ本体） | 約 57,000 行 |
| TypeScript（テストコード） | 約 67,000 行 |
| Rust（zkVM ゲスト + ホスト + 検証サービス） | 約 5,000 行 |
| Terraform / Shell / 補助スクリプト | 約 7,000 行 |
| 合計 | 約 136,000 行 |
各章への案内
| 部 | 内容 |
|---|---|
| 暗号プロトコル | コミットメント、掲示板 (CT Merkle)、入力コミットメント、STH ダイジェスト、ビットマップ Merkle |
| zkVM 設計 | ゲストプログラム、ホスト・証明生成、検証サービス、Image ID |
| 検証パイプライン | 4 段階モデル、チェック一覧、バンドル構造、ゲーティングロジック |
| 改ざんシナリオ | S0〜S5 シナリオ、検出メカニズム |
| 品質保証と形式手法 | 単体・結合・E2E、Property-based Testing、Lean による形式化 |
| AWS アーキテクチャ | トポロジー、非同期プローバー、イメージ署名、Terraform |
| API リファレンス | エンドポイント一覧、セッションライフサイクル |
| 第三者検証ガイド | 検証ページで取得した bundle.zip を使う Ubuntu 向けローカル検証手順 |
| 設計判断 | PoC の意図的な制約、設計ふりかえり |