Designing for digital voting: exploring a user-centered approach to secure and coercion-resistant internet voting

Elections lie at the heart of democratic societies, mandating robust legal and procedural standards usually specified as election principles in national constitutions. The rise of digital technologies has amplified interest in internet voting (i-voting) as a potential catalyst for more accessible, efficient, and inclusive elections. Yet, this transition from traditional polling places to online platforms introduces challenges linked to security, transparency, and user confidence due to concerns about electoral integrity, voter coercion, and the complexity of digital authentication mechanisms. This thesis examines i-voting through a user-centered design perspective, analyzing the balance between technical safeguards, such as coercion resistance and cryptographic protocols, and the real-world requirements of usability and accessibility. While drawing from international case studies, the research applies these insights within the Italian context to explore practical implementation challenges and design solutions. The research commences with a comparative analysis of three existing i-voting systems: Estonia’s long-established online voting program, Switzerland’s evolving i-voting platform, and VoteApp, an Italian pilot project focused on addressing coercion threats. By evaluating these systems’ user experience (UX), accessibility, security features, and trust mechanisms, the study isolates key obstacles and best practices within digital voting. Drawing on these insights, it then proposes the design of a desktop-based i-voting portal, inspired by VoteApp’s security model but adapted to improve usability and accessibility. The design process follows a framework inspired by parallel design principles, integrating feedback from experts and iterative user tests. The resulting prototype undergoes usability studies aimed at measuring ease of use, voter confidence, and accessibility, thereby aligning with both technological demands and human-centered requirements. This work contributes to the broader discourse on i-voting by illustrating how user-centered design approaches can reinforce trust and user-friendliness in digital elections. It offers recommendations to policymakers, designers, and researchers intent on realizing secure and voter-centric online election systems in Italy and beyond.

Le elezioni sono al centro delle società democratiche e richiedono standard legali e procedurali solidi, solitamente definiti come principi elettorali nelle costituzioni nazionali. L’avanzamento delle tecnologie digitali ha amplificato l’interesse per il voto online (i-voting) come possibile catalizzatore per elezioni più accessibili, efficienti e inclusive. Tuttavia, questa transizione dai seggi elettorali tradizionali alle piattaforme digitali introduce sfide legate alla sicurezza, alla trasparenza e alla fiducia degli elettori, a causa di preoccupazioni relative all’integrità elettorale, alla coercizione del voto e alla complessità dei meccanismi di autenticazione digitale. Questa tesi esamina l’i-voting da una prospettiva di design centrato sull’utente, analizzando l’equilibrio tra le misure tecniche di sicurezza, come la resistenza alla coercizione e i protocolli crittografici, e i requisiti pratici di usabilità e accessibilità. Pur attingendo da casi studio internazionali, la ricerca applica queste conoscenze al contesto italiano per esplorare le sfide pratiche di implementazione e le possibili soluzioni progettuali. La ricerca inizia con un’analisi comparativa di tre sistemi di i-voting esistenti: il programma di voto online consolidato dell’Estonia, la piattaforma i-voting in evoluzione della Svizzera e VoteApp, un progetto pilota italiano focalizzato sulla resistenza alla coercizione. Valutando l’esperienza utente (UX), l’accessibilità, le caratteristiche di sicurezza e i meccanismi di fiducia di questi sistemi, lo studio identifica le principali barriere e le migliori pratiche nel voto digitale. Sulla base di queste intuizioni, viene poi proposto il design di un portale desktop per l’i-voting, ispirato al modello di sicurezza di VoteApp ma adattato per migliorare usabilità e accessibilità. Il processo di design segue principi di progettazione parallela, integrando feedback da esperti e test iterativi con gli utenti. Il prototipo risultante viene sottoposto a studi di usabilità volti a misurare la facilità d’uso, la fiducia degli elettori e l’accessibilità, allineandosi così sia alle esigenze tecnologiche sia ai requisiti orientati all’utente. Questo lavoro contribuisce al più ampio discorso sull’i-voting, illustrando come gli approcci di progettazione incentrati sull’utente possano rafforzare la fiducia e la facilità d’uso nelle elezioni digitali. Offre indicazioni a designer, policy-maker e ricercatori che intendono sviluppare sistemi di voto online sicuri e orientati all’utente in Italia e oltre.