基于联盟区块链的董事会电子投票系统

董事会投票是特定范围的小集体为某一问题进行匿名表决的场景,对参与者的身份要求严格。设计了一种基于联盟链的董事会电子投票协议,用智能合约取代了传统的可信第三方,降低了系统信任成本;采用基于数字证书的身份准入机制,保证了参与投票者的身份合法性;基于椭圆曲线盲签名技术设计了电子投票协议,实现了投票的匿名性。安全分析表明,所提协议能够满足电子投票协议的安全性要求,使用方便灵活,提高了系统易用性。     

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.     

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.     

一种抗强制的电子投票方案

利用秘密共享、混合网、可否认认证等安全技术,提出了一种抗强制的电子投票方案。该方案满足了电子投票的基本要求,并且较好地解决了电子投票中有关强迫投票和买卖选票的问题。由于强制者无法判断受迫者是否按照自己意愿投出选票,从而提高了电子投票的抗强制性。     

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。     

一个无需中央机构的电子投票协议

利用ELGamal加密体制设计了一个简单高效且无需中央机构的电子投票协议。在该协议中，所有的投票者共同生成一个密钥，并用该密钥加密选票，使选票内容保密；在投票时，投票者利用不可区分的知识证明来保证选票的有效性与隐匿用户的选择。投票结果由投票者们共同确定，而且该结果是可公开可验证的。与文献[5]中的无需中央机构的电子投票协议相比，该协议所需进行的轮数与投票者的数目无关，投票者的计算量小。     

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。     

基于区块链和SM9数字签名的代理投票方案

随着互联网的普及,电子投票技术逐渐替代传统纸质投票技术。然而,传统的电子投票方案主要针对一人一票制来设计方案,在一些特殊的投票场景下,一人一票制投票方式不再适用。例如,投票者不具备专业知识却也需要投票的场景,投票者由于不能理解选举的内容而消极投票,造成选举结果不专业和不公正等问题。此外,传统的电子投票技术还存在选举过程不透明和选票不可验证等问题。针对上述问题,文章提出一种基于区块链和SM9数字签名的代理投票方案。该方案首先使用区块链技术解决选票的全局可验证问题,其次使用零知识范围证明技术解决恶意选票值的问题,然后利用基于椭圆曲线的改进ElGamal算法的同态性质实现选票加密和自计票功能,最后使用SM9数字签名算法和变色龙哈希函数设计的代理投票凭证实现投票权的转让过程。通过安全性分析,证明了文章所提方案满足鲁棒性、合法性、机密性、全局可验证性和公平性。理论分析和实验数据表明,文章所提方案性能良好,适用于需要专业知识场景下的选举。     

电子选举研究概况

本文介绍了电子选举的基本要求和步骤，并分析了一些典型方案，讨论了其优缺点，指出了一些今后应当进一步研究的课题。     

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。     

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。     

Coding-based replication schemes for distributed systems

Data is often replicated in distributed systems to improve availability and performance. This replication is expensive in terms of disk storage since the existing schemes generally require full files to be stored at each site. In this paper, we present schemes which significantly reduce the storage requirements in replication based systems. These schemes use the coding method suggested by Rabin to store replicated data. The first scheme that we present is a modification of the simple voting algorithm and its quorum requirements. We then show how some of the extensions of the voting algorithm can also be modified to get storage efficient schemes for managing such replication. We evaluate the availability offered by these schemes and show that the storage space required to achieve certain availability are significantly lower than the conventional schemes with full file replication. Since coding is used, these schemes also provide a high degree of data security     

一个可分的可关联门限环签名方案

在某些特殊应用中，如电子投票等系统要求可以确定两个或多个签名是否出自同一用户，具有可关联性的环签名方案可以实现这一功能。已有的可关联环签名方案只支持基于DL的公钥系统，该文基于离散对数和因数分解的难解性提出了一个可分的可关联门限环签名方案，可以同时支持基于DL和基于ID的公钥系统，参与方可以独立地选择公钥体制、系统参数及密钥，具有更广泛的实用性。     

Quantum anonymous voting with unweighted continuous-variable graph states

Motivated by the revealing topological structures of continuous-variable graph state (CVGS), we investigate the design of quantum voting scheme, which has serious advantages over the conventional ones in terms of efficiency and graphicness. Three phases are included, i.e., the preparing phase, the voting phase and the counting phase, together with three parties, i.e., the voters, the tallyman and the ballot agency. Two major voting operations are performed on the yielded CVGS in the voting process, namely the local rotation transformation and the displacement operation. The voting information is carried by the CVGS established before hand, whose persistent entanglement is deployed to keep the privacy of votes and the anonymity of legal voters. For practical applications, two CVGS-based quantum ballots, i.e., comparative ballot and anonymous survey, are specially designed, followed by the extended ballot schemes for the binary-valued and multi-valued ballots under some constraints for the voting design. Security is ensured by entanglement of the CVGS, the voting operations and the laws of quantum mechanics. The proposed schemes can be implemented using the standard off-the-shelf components when compared to discrete-variable quantum voting schemes attributing to the characteristics of the CV-based quantum cryptography.     

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。     

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。     

基于身份盲签名的电子选举协议方案

在研究分析了当前电子选举协议中存在的优缺点,然后在FOO协议基础上,利用椭圆曲线上的双线性映射和基于身份盲签名的思想,设计了一个具有高安全高效率的基于身份盲签名的电子选举方案。该设计方案不仅满足了安全电子选举协议的完全性、合理性、匿名性等最基本的要求,而且能很好地解决广义可验证性,且具有高效的运算效率。