基于安全多方求和的多候选人电子选举方案

多候选人电子选举方案在许多实际环境下具有重要的应用价值，但现有绝大多数方案由于技术限制只能进行“两选一”投票．设计了一种新型的选票结构，在一个多精度数中隐藏“m选k”形式的选票。对m个候选人至多可以投k个赞成票；将多精度计算及安全多方求和协议应用于投票和计票，选举过程中不需要可信任第3方，任何投票人都可以计票．与一般方案相比，该方案具有更强的安全性，包括选票的完全保密性和无收据性、计票的公平性和无争议性、系统的健壮性等；无需使用传统的加密技术．对n个投票人，计算的位复杂性为O （ nm （log2 n ）），其效率优于现有方案且容易实现．     

电子选举研究的挑战和进展

电子选举是密码研究领域中一个非常有挑战性的问题，它满足广泛的安全要求，逐步取代传统的选举形式。现有的安全电子选举方案在计算效率、可信第3方的使用、防止买卖选票和胁迫投票，以及允许的选票形式等方面存在着改进的空间。该文在对电子选举方案的安全要求、协议模型和选票形式进行分析归纳的基础上，提出了电子选举研究面临的4个挑战，阐述了视觉密码选举、自计票选举、矢量选举和可分选举等最新的电子选举方案在这些方面获得的进展。     

一个基于OT协议的电子选举方案

将OT协议应用于电子选举中,提出一个新的电子选举方案。该方案能较好地解决电子选举对多选性的要求,同时满足安全电子选举方案的基本特性,且效率较高,可适用于较大规模的选举,进一步改进和完善了现有的电子选举方案。     

一种安全健壮的电子投票方案

在以往的电子投票协议中，人们着重研究了如何确保投票者的隐私以及防止签证机构作弊（当投票者放弃选举时，选票签证机构冒充投票人进行投票），但对于如何防止计票机构作弊以及有效选票是否能安全到达计票机构研究甚少。文献提出了一种基于盲签名、比特承诺的电子投票方案。投票人首先对选票进行比特承诺，由签证机构进行盲签名，随后投票者将选票解盲后发送给计票机构进行计票。该协议存在着下列问题：计票机构可以假装收到的承诺因子不正确，从而不对该选票进行计票。而投票者为了证明承诺因子的正确性，势必会暴露身份。     

无收据性电子选举方案

提出一种多选一的电子选举方案,基于门限ElGamal公钥密码体制,选民通过与验证者的交互生成具有向量形式的选票,计票结果不再是一个离散对数难求问题,便于操作,具有无收据性及无强迫性。该方案不仅适用于“多选一”的电子选举,也适用于“多选多”的电子选举,适合于大规模选举。     

一种安全实用的大规模选举协议

基于强(t,n)密钥绝缘的盲签名算法和哈希函数设计了一种安全实用的大规模选举协议.与现有的电子选举协议相比,该方案增强了签证机构签名私钥的安全性,其私钥每个阶段演化一次,而计票机构的验证公钥保持不变.投票人在不同的时段申请签名和进行投票,可以有效地抵御拒绝服务攻击.同时,利用单向哈希函数的连接构造选票,保证了选票的秘密性.     

基于同态实现多候选人的电子投票方案

选举是当今公民实现民主的重要方式,相比于传统选举方式,电子选举以密码学为基础,可以有效避免在各个环节中出现徇私舞弊现象,并且在计票阶段也比传统选举方式更快、更准确。在满足电子选举的公正性、唯一性、匿名性等八个基本特性的基础上,该方案通过使用Paillier加密的加法同态性来避免在计票环节对选民选票进行舞弊操作,同时能够大幅度提高电子选举在最后计票环节的效率。     

基于环签名的安全电子投票方案

利用环签名协议和比特承诺技术,提出了一种新的安全电子投票方案。即使注册机构和计票机构相互勾结,该方案也可无条件地保证投票人身份的匿名性。此外,本方案还可以分类统计投票人的观点。协议具有秘密性、唯一性、完整性、匿名性、公平性、可验证性等优点,适合进行大规模的选举。     

非交互式可公开认证的电子选举策略

基于椭圆曲线上离散对数的难解问题提出了一种非交互式公开可认证协议，设计了非交互式零知识证明协议，用这两个协议作为基本工具构造出一个简单且有效的非交互式公开可认证的电子选举策略，任何人对投票者和计票者的数据都能进行认证．该策略可防欺诈，适用于小规模的网络选举．     

基于区块链的安全电子选举方案

当前电子选举方案主要存在两个矛盾点：一是既要保证选举行为的合法合规性,又要保证选举过程的匿名性;二是既要保证选票信息的隐私保密要求,又要保证选举结果的公众可验证性。针对这些矛盾,提出一种基于以太坊区块链和零知识证明的去中心化的安全电子选举方案。在该方案中,利用非交互式零知识证明算法和区块链去中心化架构设计了选民身份合法性零知识证明和选票合法性零知识证明;利用智能合约和Paillier密码体制实现无需可信第三方计票机构的自动计票。理论分析和模拟实验结果表明,在没有中心信任机构的条件下,该方案满足电子选举安全性要求,可应用于小型社区选举。     

基于Harn部分盲签名的安全电子投票方案

本文设计了一种新的Harn部分盲签名方案,并将此方案用于电子投票的设计中,形成了一个安全可靠的电子投票方案。这种电子投票方案不仅保证了投票者身份的匿名性和选票的安全、公平、保密性,还能实现投票的不可抵赖性。此方案是传统的盲签名电子投票方案的一个改进,是一个很实用的方案。     

基于多方排序协议的安全电子投票方案

与传统投票相比较, 电子投票拥有许多优势, 也存在重要的安全问题. 电子投票的全隐私性是评估投票方案安全的重要指标, 它是指对投票者的隐私保护和候选者的隐私保护, 特别是落选者的得票数的保护. 利用可验证秘密共享的思想提出了一个安全多方排序协议, 并将它运用到电子投票中, 设计了一个新的安全的电子投票协议, 本协议具有全隐私性.     

一种基于可信计算技术的电子投票方案

在现有的电子投票方案中,要求满足以下前提：投票人所使用的客户端是安全的,投票人与管理者之间存在匿名的或秘密的通信信道,但这2点通常难以成立。为此,提出一种基于可信计算技术的电子投票方案,该方案利用可信计算技术保障客户端安全性,减少匿名信道或秘密信道的使用,提高电子选举的实用性,并且满足投票系统机密性、无收据性、公开可校验性等安全属性。分析结果表明,与同类方案相比,该方案的通信量较低,投票效率较好。     

基于SEAL库的同态加权电子投票系统

电子投票比传统纸质投票更为灵活高效,能节省大量人力物力,在不同选举场合中的地位越来越重要.同态加密技术可以在电子投票过程中发挥重要作用,同态加密技术结合其他安全技术和手段来设计的电子投票系统,可以在计票过程中有效保护投票者的身份隐私,相比其他类型的电子投票系统也更为简洁高效.为了解决电子投票中的身份隐私保护和实现效率问题,本文提出了一种基于SEAL库的同态加权电子投票系统,通过同态操作实现密文计票,可有效抵抗来自计票中心内部的恶意攻击,保证选票保密性和计票结果正确性;通过在选票中引入投票权重,可以使电子投票系统实现加权投票;通过将选票信息密态存储在云端数据库,将计票中心部署在云端,可在保证安全的前提下借助云计算服务实现高效计票;系统中加密算法的安全性基于格上RLWE困难问题,可以抵抗量子计算攻击.对所设计投票系统的效率测试表明,完成对1000张选票的计票工作仅耗时1.867 s,相比Will等人在ICCCRI2015中提出的基于Paillier的电子投票系统计票耗时减少了32.73%,相比Wang等人在2017年提出的基于Helib的电子投票系统计票耗时减少了99.26%,相比Li在2017年提出的基于Helib的电子投票系统计票耗时减少了91.81%.本文提出的同态加权电子投票系统可以满足多个候选人投票和加权投票,能够适用于多种投票场景,且计票效率可以满足大规模投票的应用需求.     

一种基于门限的电子投票方案

在以往电子投票方案中,验票工作都是由一名验票员承担,该验票员若不诚实,可能不记录合法选票,却统计不合法选票。为了解决该问题,提出了一种基于门限的电子投票方案。在该方案中,验票工作需要t名验票员协作,从而使验票结果更可接受。而且,投票者公布的选票结果是选票真实内容的哈希值或者密文,没人能知道选票的真实内容,从而可以防止强迫投票者投票以及买卖投票等。     

RLWE同态加密算法的多候选人电子投票协议

使用安全协议保护选民隐私、保证投票公正有效是投票电子信息化的基础,安全协议的复杂度则是电子投票应用的最大阻碍。提出了一种基于RLWE同态加密算法的多候选人电子投票协议,可支持多候选人,也能满足对选民隐私的保护。该协议利用基于RLWE的同态加密算法的加法同态性质在计票环节使用密文计票保护选民的私密,利用中国剩余定理的性质对选票进行批处理,提升计票能力。该投票协议能支持多候选人投票并最终知晓每个候选人最终票数,并设置公示机构公示投票过程中的每个步骤,用于公开验证。     

基于FOO投票协议的无收据电子投票方案

安全且实用的电子投票协议是信息安全领域的热点问题之一。引入了盲签名、投票编号、申诉标识等工具,提出了一种新的无收据的电子投票方案,该方案进一步完善了FOO投票协议,可保证选票的匿名性、可验证性和无收据性,并且允许投票者中途弃权。该方案不仅保持了原方案的各种优点,而且增强了系统的安全性和灵活性。因此,与其他类似方案相比较,该方案具有更好的通用性和实用性。     

电子投票匿名性分析

电子投票公布计票结果会影响投票者的匿名性。针对该问题,定义匿名性为投票选择的不确定度,利用熵衡量投票系统的投票者匿名性,比较计票结果公布前后投票者的匿名性变化。分析结果表明,投票规模越小,投票者匿名性在结果公布后受到的损失越大;在小规模电子投票情况下,计票结果应该选择只公布获胜者,不公布具体得票数,以减少投票者匿名的损失。     

Performability of a Secure Electronic Voting Algorithm

This paper considers modelling the performance and reliability of a secure electronic voting scheme. The scheme provides secure verifiable blind voting, however there is a considerable administration overhead to this level of security. A Markovian process algebra is used to build a performance model of a basic system of n distributed voters. This model is shown to suffer from the familiar state space explosion problem. A simpler model is therefore developed to allow larger and more practically relevant systems to be studied. The original model is then extended to include the possibility that voters may fail and two modes of recovery are considered. The models are evaluated numerically using data obtained from measuring an implementation of this scheme in order to determine the accuracy of the approximations.