一种新的无收据的电子投票方案

给出无收据性的定义,并证明满足无收据性的充分必要条件.利用同态ElGamal加密、门限ElGamal加密和零知识证明等技术,设计一个高效的电子投票方案.该方案满足广泛可验证性和无收据性,同时还能保证选票内容的秘密性和投票者的合法性等性质.并且同以前方案不同的是,新方案降低了对可信任第三方的安全要求,因此更符合实际要求.     

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。     

一种简单的无收据电子投票系统

在现有的电子投票系统中,无收据行(receipt-freeness)与可验证性(verifiability)是电子投票协议中一对十分重要而又矛盾的属性.无收据性要求任何人不能得到或生成能证明选票内容的证据,其往往以牺牲可验证性为代价;可验证性提供给对选票及选举结果的验证,提供给投票人与选票的某种联系,这又经常被用来作为证明选票的收据.选择常用的Mix-net模式,利用TRR和1-out-of-L加密证据,re-encryption ELGamal同时实现无收据型与实现可验证性,避免了在投票人与管理机构有特殊的信道假设,减少了系统的通信代价.     

一种简单的无收据电子投票系统

在现有的电子投票系统中,无收据行（receipt—freeness）与可验证性（verifiability）是电子投票协议中一对十分重要而又矛盾的属性。无收据性要求任何人不能得到或生成能证明选票内容的证据,其往往以牺牲可验证性为代价;可验证性提供给对选票及选举结果的验证,提供给投票人与选票的某种联系,这又经常被用来作为证明选票的收据。选择常用的Mix-net模式,利用TRR和1-out—of—L加密证据,re—encryption ELGamal同时实现无收据型与实现可验证性,避免了在投票人与管理机构有特殊的信道假设,减少了系统的通信代价。     

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．     

基于同态加密的多候选人电子投票方案

电子投票因其便捷的特性,日益受到人们的青睐.然而电子投票中所暴露出来的安全问题成为人们所关注的重点,如何保证电子投票中的匿名性,公开可验证性等成为一个值得关注的问题.针对现有电子投票中存在的各种问题,基于数字签名算法和全同态加密提出了一种多候选人电子投票方案.该方案采用椭圆曲线数字签名算法解决电子投票中的身份认证问题;利用全同态加密技术实现对选票加密以及对加密选票的同态计算;为了能够对选票进行批量处理,采用SIMD技术打包选票;针对加密选票计票中存在的编解码问题设计了一种同态计票器.最后基于电子投票的八个安全特性对方案的安全性进行了分析,表明该方案是安全可行的.     

理想格上可撤销的模糊身份加密方案

针对目前基于身份加密（IBE）方案不能同时满足用户撤销和模糊身份提取功能,基于理想格上的差错学习问题（LWE）,借助二叉树结构和门限秘密共享算法,提出了一个可撤销的模糊身份加密方案（RFIBE）。该方案首先利用理想格上的陷门生成函数和门限秘密共享算法生成用户的私钥,其次利用二叉树结构完成方案的撤销功能。最后,在标准模型下证明所提方案的安全性达到了选择身份和选择明文攻击下的不可区分性（IND-sID-CPA）安全。与基于标准格的IBE方案相比,所提方案同时具备可撤销功能和高效模糊身份提取功能,实用性更强。     

分工式门限认证加密方案

(t,n)门限认证加密方案允许t个以上签名方产生指定接收方的认证加密签名,使得只有指定的接收方能够恢复消息和验证消息的完整性,而其他人却无法做到这一点.最近,在Tseng和Jan的认证加密方案的基础上,Chung等构造了一个(t,n)门限认证加密方案.该方案运用了分工式签名技术,有效地减轻了签名方的负担.然而,该文作者对该方案的安全性仅进行了解释性说明.目前,文献中没有对分工式门限认证加密的形式化刻画,没有出现可证安全分工式门限认证加密方案.事实上,Chung等的分工式门限认证加密方案存在设计上的缺陷.文中给出了分工式门限认证加密方案的形式化模型和安全模型,基于双线性映射构造了一个新的分工式门限认证加密方案.在随机预言机模型下,证明了该方案对于适应性选择密文攻击是语义安全的,该方案对于适应性选择消息攻击是存在性不可伪造的.方案的安全性可规约到计算性Diffie-Hellman(CDH)困难假设和决定性双线性Diffie-Hellman困难假设(DBDH).     

标准模型下高效的基于身份匿名广播加密方案

针对现实中广播加密的安全问题,提出一种标准模型下高效的基于身份匿名广播加密方案。匿名广播加密中广播者加密数据通过广播信道发送给用户,其中只有授权用户能够解密获得数据,同时任何人不能分辨出加密数据是发送给哪个用户的,从而保护了接收者用户的隐私。所提方案利用双系统加密技术,基于合数阶双线性群提出。同时,该方案基于静态假设,在标准模型中证明方案是选择明文安全的,密文和密钥取得了固定长度。和对比方案相比,所提方案密钥长度仅需2个群元素,同时方案满足匿名性。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

New receipt-free voting scheme using double-trapdoor commitment

It is considered to be the most suitable solution for large scale elections to design an electronic voting scheme using blind signatures and anonymous channels. Based on this framework, Okamoto first proposed a receipt-free voting scheme [30] for large scale elections. However, in the following paper, Okamoto [31] proved that the scheme [30] was not receipt-free and presented two improved schemes. One scheme requires the help of the parameter registration committee and the other needs a stronger physical assumption of the voting booth. In this paper, we utilize the double-trapdoor commitment to propose a new receipt-free voting scheme based on blind signatures for large scale elections. Neither the parameter registration committee nor the voting booth is required in our scheme. We also present a more efficient zero-knowledge proof for secret permutation. Therefore, our scheme is much more efficient than Okamoto’s schemes [30] and [31] with the weaker physical assumptions. Moreover, we prove that our scheme can achieve the desired security properties.     

标准模型下可证明安全的入侵容忍公钥加密方案

在传统的公钥加密方案中,一旦解密密钥泄漏,系统的安全性将完全丧失.特别是随着越来越多的加密系统被应用到移动的、安全性低的设备中,密钥泄漏显得难以避免.入侵容忍公钥加密的提出就是为了减小密钥泄漏对加密系统的危害,具有比前向安全加密、密钥隔离加密更强的安全性.在这种体制下,整个生命周期被分割成离散的时间阶段,公钥固定不变,密钥信息分享在解密者和基地中,前者独立完成解密操作,而后者则在每个时间周期中提供一个更新信息来帮助演化解密密钥.此外,每个时间段内有多次密钥刷新的操作,可以刷新解密者的密钥和基密钥.当解密者和基地被入侵时,只要不是同时被入侵,安全性就可以得到保证.即使入侵者同时入侵解密者和基地,也不会影响以前时间段密文的安全性.提出了一个入侵容忍公钥加密方案,所有费用参数关于总共时间段数的复杂性均不超过对数的平方.证明了该方案是标准模型下安全的.这是一个不需要随机预言的可证明安全的入侵容忍公钥加密方案.     

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.     

云环境下基于属性策略隐藏的可搜索加密方案

基于属性的可搜索加密技术可以实现对数据的细粒度访问控制,但现有的可搜索加密方案,关键字的搜索、访问控制、文件加密基本上是分别执行的,导致攻击者可能跳过访问策略直接进行关键字索引匹配或文件解密;其次,现有方案中数据拥有者需将加密文件的密钥以安全通道传给用户,增加了数据拥有者的开销;此外,大多基于树型的访问控制策略是公开的...     

标准模型下选择密文安全的基于身份加密方案

Waters在欧密2005上提出的基于身份加密方案是选择明文安全的,这就使得该方案很难应用于一些安全性要求较高的环境中。针对这一问题,设计了一个标准模型下选择密文安全的基于身份的加密扩展方案。该扩展方案基于Waters的方案,其密文中增加一个附加信息,而扩展方案是选择密文安全的,所以解决了Waters方案仅达到选择明文安全的问题。在标准模型下,扩展方案的安全性归约为判定性双线性Diffie-Hellman困难假设。安全性分析表明,扩展方案抵抗自适应选择密文攻击是不可区分的。