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.     

基于安全多方计算的多候选人电子投票方案

多候选人的电子投票方案在很多实际选举场景中有重要的应用价值.全隐私性是安全电子投票方案关注的一个重要性质,是指对选民和候选人的隐私保护.本文基于安全多方计算提出了一个多选多的电子投票方案.此方案将选民的投票意见映射为数组的形式,结合ElGamal同态加密系统,在半诚实模型下由选民和候选人通过交互计算输出选举结果,实现了...     

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.     

基于同态加密策略的电子选举系统

针对电子选举系统的安全性问题,提出了一种基于同态加密策略保护选民隐私的高安全性的电子选举系统设计方案。该系统采用同态加密策略进行选民的投票结果运算,采用非对称密码算法保证数据信息传输过程中的数据安全,保护选民的身份和意愿不被暴露。     

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。     

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。     

云环境下集合隐私计算

多方保密计算是网络空间安全与隐私保护的关键技术,基于同态加密算法的多方保密计算协议是解决云计算安全的一个重要工具.集合隐私计算是多方保密计算的一个基本问题,具有广泛的应用.现有的集合隐私计算方案多是基于两方的情况,基于多方的方案较少,效率较低,且这些方案都不能扩展到云计算平台.本文首先设计了一种新的编码方案,根据新的编码方案和同态加密算法在云计算环境下构造了一个具有普遍适用性且抗合谋的保密计算集合并集问题解决方案.该方案中的同态加密算法既可以是加法同态又可以是乘法同态的加密算法.本文进一步利用哥德尔编码和ElGamal公钥加密算法构造了一种适用于云计算的高效集合并集计算方案.这些方案还可以对多个集合中的所有数据进行保密排序,并证明这些方案在半诚实模型下是安全的.本文中的方案经过简单改造,也可以保密地计算多个集合的交集.     

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.     

Multi-Candidate Voting Model Based on Blockchain

Electronic voting has partially solved the problems of poor anonymity and low efficiency associated with traditional voting. However, the difficulties it introduces into the supervision of the vote counting, as well as its need for a concurrent guaranteed trusted third party, should not be overlooked. With the advent of blockchain technology in recent years, its features such as decentralization, anonymity, and non-tampering have made it a good candidate in solving the problems that electronic voting faces. In this study, we propose a multi-candidate voting model based on the blockchain technology. With the introduction of an asymmetric encryption and an anonymity-preserving voting algorithm, votes can be counted without relying on a third party, and the voting results can be displayed in real time in a manner that satisfies various levels of voting security and privacy requirements. Experimental results show that the proposed model solves the aforementioned problems of electronic voting without significant negative impact from an increasing number of voters or candidates.      

基于半信任模型的无收据的电子投票

利用同态EIGamal加密、门限EIGamal加密和同指数知识证明等技术,给出了一种无收据的电子投票方案．该方案同时保证了选票的秘密性、广义可验证性和公平性．与以前协议不同的是,所提的方案基于半信任模型,即投票者不必无条件地信任所谓的“可信赖第三方”．文中首先给出了“半信任”的定义,然后证明了所提方案在半信任模型下该方案仍然满足无收据性,从而防止了选举中的“选票买卖”、“强迫选举”等犯罪行为．     

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。     

Security enhancement for anonymous secure e-voting over a network

An electronic voting system makes it possible for the voters to cast their ballots over the computer network. Hence, voters can participate in elections without having to go to the polling places, which is more convenient and efficient. To design a practical voting scheme, Mu and Varadharajan have recently proposed an anonymous secure electronic voting scheme to be applied over the network. It does not only protect voters' privacy and prevent double voting, but also suits large-scale elections. However, the scheme has a weakness in security; that is, some voters may still double vote without being detected and may even reveal information they should not. In this paper, we shall show this weakness and improve the scheme to increase the protection against fraudulence.     

基于智能合约的以太币投票协议

Zhao等人提出了一个比特币投票协议,使得n个投票人能够通过投票决定两个候选人中的一个接受比特币资助.投票人首先通过秘密分享、承诺和零知识证明生成各自的投票,再通过比特币交易完成投票和比特币资助,保护了投票人的隐私.此文的工作支持n个投票人生成关于m个候选人的一般性投票,并通过智能合约完成了投票和以太币资助,同样不泄露投票人的隐私.同时,该智能合约不依赖门限签名等体制,更为高效,合约的主要业务逻辑也在检测模型工具中进行了检测.     

支持浮点运算的高效并行全同态加密算法

云计算的快速发展在给人们带来便利的同时,其 隐私安全问题也备受关注。结合全同态加密算法,实现直接对密文的运算,是解决隐私安全问题的一种可行方案。但目前大多同态算法支持的数据类型有限,难以有效应用于实际环境。鉴于此,提出一种支持浮点运算的全同态加密算法,以及基于Spark环境的并行算法,并分析了算法的安全性和实际性能。实验结果表明,基于Spark的并行浮点数全同态加密算法支持整数和浮点同态运算,在4节点16核心的集群中 能够达到3.9的整体加速比,能有效减少数据加密和密文运算的时间,满足云计算环境中对大规模浮点数据进行高效同态加密的需求。