安全的电子投票系统的设计与实现

针对现有电子投票系统在安全性方面和实用性方面的问题,在B/S模式下设计并实现了一种安全高效的电子投票系统.本系统主要使用矩阵同态加密、矩阵全同态加密、基于身份签名以及委托计算等技术来进行设计.龚     

安全电子投票系统的设计与实现

随着现代科学技术的发展,信息技术已经融入到各行各业当中。电子投票系统作为对传统投票工作的替代与改进,在现代社会当中已经广泛应用。电子投票系统具有良好的安全性、便捷性与准确性,吸引了大量的国内外学者的关注与研究。安全的电子投票系统应该具有良好的完备性与坚固性,可以有效的对内部投票信息进行保护,并保证自身的保密性与公正性,从而发挥电子投票系统的自身优势。本文对安全电子投票系统的设计与实现进行了分析和探讨。     

一种基于数字签名的实用电子投票系统

电子投票系统的研究与设计正逐渐成为信息安全领域的研究热点。本文通过研究三种典型电子投票模型,针对选票碰撞、中途退出和作弊现象等关键问题,提出一种新的电子投票系统,系统设计基于RSA、盲签名、比特承诺等技术,采用数字签名和临时id方案。研究表明,该系统可以较好地解决电子投票系统中的若干关键问题,是一种实用和安全的电子投票系统。     

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.     

一种新的安全、实用的电子投票方案

电子投票最早是chaul提出的。它以各种密码学技术为理论基础,通过计算机和网络来完成投票的整个过程。使用电子投票系统,可以节省大量的人力物力资源,投票人不必到一个固定的投票中心投票,而管理机构也不必花费大量人力进行选票发放和选票统计的工作,而且电子投票系统可以减少种种人为的因素,做到更公平,更安全,更高效。如何利用电子投票的优势,设计出更具安全性、实用性的电子投票方案,是目前安全学界研究的一个热点。     

支持等式测试的身份基可否认认证加密方案及其在电子投票系统的应用CSCD

电子投票系统被认为是现代生活中高效提供政府服务和进一步加强民主活力的方法。但是,现有构建电子投票系统的方法存在以下问题:第一,在面临贿选及胁迫的压力时,选民无法无视外在压力独立投票。其次,审计投票结果的实体可以在审计的同时获知有关投票内容的额外信息。为了解决上述两个问题,我们首次将可否认认证加密技术与身份基等式测试加密技术相结合,提出了一种支持等式测试的身份基可否认认证加密方案。该方案可以在第三方服务器不解密的情况下提供密文可比性,还能保证接收方验证发送方的身份的同时,不能向第三方证明信息来自发送方,从而保护发送方的隐私。该方案利用可否认认证加密技术在技术层面保证了选民独立投票的能力,并额外增加了身份基下的等式测试功能以确保审计机构在逻辑结构上拥有访问权限。在使用本方案的电子投票系统中,审计机构在审计投票结果的同时,不获得有关选票的任何其他信息。我们证明了我们的方案在随机预言模型中是安全的,并且可以在电子投票系统中确保不可胁迫性和可审计性。该方案与已有相关方案相比,在开销和安全性能均有较好表现的同时,实现了更为丰富的功能。此外,我们使用所提出的密码学方案设计了一个安全的电子投票系统,其安全特性可以很好地保护电子投票系统中的选民自由和公平性。     

支持等式测试的身份基可否认认证加密方案及其在电子投票系统的应用

电子投票系统被认为是现代生活中高效提供政府服务和进一步加强民主活力的方法。但是,现有构建电子投票系统的方法存在以下问题:第一,在面临贿选及胁迫的压力时,选民无法无视外在压力独立投票。其次,审计投票结果的实体可以在审计的同时获知有关投票内容的额外信息。为了解决上述两个问题,我们首次将可否认认证加密技术与身份基等式测试加密技术相结合,提出了一种支持等式测试的身份基可否认认证加密方案。该方案可以在第三方服务器不解密的情况下提供密文可比性,还能保证接收方验证发送方的身份的同时,不能向第三方证明信息来自发送方,从而保护发送方的隐私。该方案利用可否认认证加密技术在技术层面保证了选民独立投票的能力,并额外增加了身份基下的等式测试功能以确保审计机构在逻辑结构上拥有访问权限。在使用本方案的电子投票系统中,审计机构在审计投票结果的同时,不获得有关选票的任何其他信息。我们证明了我们的方案在随机预言模型中是安全的,并且可以在电子投票系统中确保不可胁迫性和可审计性。该方案与已有相关方案相比,在开销和安全性能均有较好表现的同时,实现了更为丰富的功能。此外,我们使用所提出的密码学方案设计了一个安全的电子投票系统,其安全特性可以很好地保护电子投票系统中的选民自由和公平性。     

基于HElib的安全电子投票方案

传统的电子投票应用中,若投票服务器管理方出现安全问题,投票过程中的匿名性、完整性和公开可验证性将难以保证。针对此问题,设计实现了一个基于全同态加密技术的电子投票方案。首先,基于全同态加密算法,结合PKI和数字签名技术设计了一个安全电子投票方案;然后针对电子投票的特殊性,基于HElib同态算法库设计了一个高效的同态密文加法器;最后在同态密文加法器的基础上,实现了安全电子投票系统。安全性方面,该投票方案有效的解决了电子投票中匿名性、完整性和公开可验证性的难题。而在性能上,测试表明该投票系统可以基本满足应用场景的使用需求。     

基于一次性环签名的区块链电子投票方案

针对当前电子投票系统在匿名性、透明性、公开计票等方面存在的问题,提出了一种基于一次性环签名和区块链的电子投票方案。通过引入一次性环签名解决了投票者匿名、重复投票、公开验证等问题,通过区块链技术解决了投票过程的公开透明问题,为保证任何人或机构无法在投票结束前获得投票中间结果,引入了匿名地址技术。为提高计票效率,采用密钥共享的方法,对计票算法进行了改进。通过安全和性能分析,该方案符合电子投票系统的基本安全标准。     

三种典型的电子投票系统模型研究

一个安全、可靠、有效的电子投票系统必须具备民主性、匿名性、准确性和可检验性四个核心要求。研究了Modified EIGamal Model、Blind Signature Model和Secret Sharing Model这三种典型的电子投票系统模型,剖析了它们在投票过程中保护投票者隐私和选票完整性的具体方法与过程,详细阐述了它们是如何满足电子投票系统的四个核心要求,并指出三种模型各自的不足。     

一种可验证的多候选人电子投票方案

电子投票相对传统投票具有安全、便捷、低成本的优势,近年来得到了广泛的关注。2012年孙培勇等人提出了基于多方求和的多候选人电子投票方案。经分析发现该方案不满足可验证性,给出了一种具有可验证性的多候选人电子投票方案,保证计票结果的不可欺骗性。     

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.     

一种安全高效的一票否决电子选举方案

基于半诚信模型下的安全多方求和,提出了一种安全高效的一票否决电子选举方案,除了满足电子选举应满足的一般性质外,与以前方案相比,当合谋人数小于n-1时,该方案满足选票的完全保密性。方案中,每个投票人可以灵活地应用随机数来确定自己的选票形式,不需要做多精度运算,使得方案具有更高的计算效率。     

安全排序协议及其应用

安全多方计算（secure multi-party computation,SMC）是国际密码学界近年来的研究热点.排序是一种基本的数据操作,是算法研究中最基础的问题.多方保密排序是百万富翁问题的推广,是一个基本的SMC问题,在科学决策、电子商务推荐、保密招标/拍卖、保密投票以及保密数据挖掘等方面有重要应用.目前已有的安全多方排序解决方案大多只能适用于隐私数据范围已知而且范围较小的情况,如果数据范围未知或者数据范围很大,还未见到有效的解决方案.首先,在数据范围已知情形下,针对同数据并列计位以及增位次计位两种不同排序方式设计保密计算协议,进一步设计基于关键词的增位次计位方式保密排序协议;其次,以这些协议为基础,在数据范围未知的情形下,针对上述两种不同排序方式分别构造有效的保密排序方案.应用该排序协议作为模块,可解决许多以排序为基础的实际应用问题.最后设计了一个安全、高效的保密Vickrey招投标协议,以解决实际保密招标问题.通过灵活运用编码技巧,并基于ElGamal门限密码体制设计协议,这些协议在半诚实模型下是安全、高效的.应用模拟范例严格证明了协议的安全性,并对协议的执行效率进行了实际测试.实验结果表明,该协议是高效的.     

一个实用的电子评审方案

电子评审是一种特殊的电子选举，由于投票人很少。直接使用现有电子选举方案很难实现安全评审．本文将改进的矩阵传送安全多方求和协议与保密比较协议相结合，采用少数服从多数的选举规则，秘密比较计票结果是否大于一个预定门限值。不泄露计票值就能得出评审结果．该方案具有投票的隐私性、无收据性、计果的保密性和无争议性等性质。满足安全评审的需求；计算代价和通信代价均低于现有方案，容易设计实用的系统．     

基于SSL/TLS的安全文件传输系统

为了保证Internet上数据的安全传输,加密传输得到越来越多的应用。主要阐述了如何通过JSSE实现基于SSL/TLS协议的安全文件传输系统,给出了使用JSSE创建安全套接字连接的具体方法。系统具有跨平台、传输性能高效等特点。在此基础上分析了基于SSL/TLS协议的文件传输系统的安全性。由于数据加密往往是很耗时的,会在一定程度上影响传输效率,所以还通过将本系统与一般的文件传输系统相比较,分析了基于SSL/TLS安全文件传输系统的传输效率。     

基于人工免疫安全存储区域网系统的研究

安全存储区域网系统需要保护海量数据,使用现有安全技术存在安全开销过大和存储空间浪费较多等问题,使得现有安全存储区域网系统I/O性能较低,无法使用.人工免疫算法能高效地识别异常数据,为了使安全存储区域网系统能保持较高的I/O性能,本文引入人工免疫算法,研究安全存储区域网系统.给出安全存储区域网中安全结点和基于博弈安全优化模块的结构;再针对安全存储区域网系统的特点,设计结点安全模块中的主要算法,并引入博弈论设计安全存储区域网系统优化算法.实现了结点安全模块的原型系统,测试安全模块的检测效率,验证了结点安全模块在具有较好安全性能的同时,具有安全开销较小且稳定的特点.最后在Lustre上实现了安全存储区域网原型系统,使用通用工具测试的系统I/O性能,结果表明所实现的安全存储区域网原型系统具有能保持较高I/O性能的特性.     

基于Web的RBAC权限机制在电子病历系统的研究

首先分析了电子病历系统安全验证的必要性,着重研究了Cookie技术,探讨了安全Cookie的应用机制,并且通过使用PKI数字认证技术,分析了安全Cookie的安全特性。进一步通过对基于角色的访问控制的深入研究,提出了一种基于Web高效安全机制。该机制在利用安全Cookie保证安全性的前提下,引入缓存机制来提高权限获取效率。通过实际数据模拟实验,结果表明该机制在效率上有一定程度的提高。最后,针对电子病历系统的特点分析了该机制在其中的应用。     

网络安全传输平台的安全认证

网络安全传输平台是利用密码理论和技术建立起来的基础设施,为信息传输提供安全认证功能。安全认证确保了数据真实性、机密性、完整性及不可否认性的实现。文章从平台的体系结构出发,介绍了平台安全认证系统提供的安全服务、安全机制以及应具备的应用特性,具有较强的理论价值。文章最后简要给出一个网络安全传输平台实例。