一种多方匿名安全投票方案研究与设计
这是一篇关于电子投票,隐私保护,多密钥同态加密的论文, 主要内容为投票活动是人民群众表达个人意愿,决定事情发展走向的重要手段,匿名投票的优势在于它可以在发扬民主的同时很好的保护选民的个人隐私,故此受到普罗大众的赞同和认可。随着云计算的兴起,将计票中心在第三方云平台上部署已经成为当今时代的普遍做法,但是第三方云平台的可信程度和安全程度却难以得到保证,恶意敌手可能在计票过程中窃取到用户的隐私数据,即便把计票中心部署在本地,也难以从根本上避免选民隐私泄露的问题。以往基于同态加密技术的安全投票方案往往需要一个可信第三方来生成和管理投票系统的同态公私钥对,这种做法不仅不够安全,而且会给整个系统引入性能瓶颈。为了更好的保护匿名投票活动中选民的隐私安全,本文结合多密钥同态加密技术提出了一种无需可信第三方的安全投票方案。本文的主要工作和创新点如下:(1)研究分析了目前安全投票方案所使用的技术,并在结合多密钥同态加密技术基础上,提出了一种多方匿名安全投票方案。该方案使用经用户私钥同态加密后的密态选票和用户公钥进行计票,在计票过程中无需对密态选票进行解密,从而保护了选民的隐私。并且方案中各投票用户使用分布式的方式生成同态公私钥对,不需引入可信第三方来生成管理同态私钥对,在消除了系统瓶颈的同时,避免了由于可信第三方可能被攻破而造成的隐私泄露问题,更大程度上保证了整个方案的安全性。(2)本文结合CCS19的MKHE方案,在研究分析加法器和乘法器的逻辑电路基础上设计实现了一种基于多密钥同态加密的密文计票器,并对该计票器进行了性能测试。(3)基于上述安全多方匿名安全投票方案和多密钥同态密文计票器,设计了一种多方匿名安全投票原型系统,详细介绍了该系统的总体架构设计、功能模块设计和数据模块设计的全过程。此外,本文结合系统开发技术开发了一个原型系统,并在测试机上对系统进行了部署和测试。本文提出的密文计票器可以很好的统计来自不同用户的密态选票并得到正确的投票结果。此外,本文提出的多方匿名安全投票方案相较于其他投票方案而言,具有不需要可信第三方这一固有优势,且支持加权投票。
基于Mix Net的安全电子投票协议
这是一篇关于电子投票,抗重复性,混合网络,匿名性,投票协议的论文, 主要内容为随着互联网技术以及现代密码学的快速发展,电子投票作为一种新的投票方式,逐渐得到人们的关注。电子投票的优势突出,不但能让选民享受到便捷的投票方式和公平公正的投票过程,还能使审计人员的工作量大大减少。尽管如此,电子投票虽然减少了人为因素对整个投票过程产生的不确定性影响,避免了传统投票过程中的诸多争议,但是如何保证电子投票系统的安全性是研究人员需要面对的重要问题。自从1981年Chaum设计了第一个电子投票协议以来,很多学者设计了满足不同要求的电子投票协议,随着攻击手段的层出不穷,这些协议大都存在着不同的缺陷。为了使电子投票系统能够安全有效地运行,我们利用现代密码学技术设计了一个安全可靠的电子投票协议。本文主要对Mix-net技术进行分析研究,首先对Mix-net的研究背景、理论基础和安全性能进行介绍,分析了目前已存在的Mix-net协议。针对Mix-net的安全性和抗重复性中存在的问题,本文主要的工作如下：(1)研究和分析了近年来基于Mix-net的电子投票协议,对线性Cramer-Shoup加密协议进行安全性分析。(2)针对普遍可验证的mix-net协议,对其安全性进行了分析,给出了相应的攻击方案。然后提出了一个基于身份验证的Cramer-Shoup 算法。(3)最后结合改进的Cramer-Shoup加密算法和Mix-net协议,提出了一个新的Mix-net安全电子投票协议,与以往电子投票协议相比,我们的电子投票协议在可行性和安全性上都有提高。
一种多方匿名安全投票方案研究与设计
这是一篇关于电子投票,隐私保护,多密钥同态加密的论文, 主要内容为投票活动是人民群众表达个人意愿,决定事情发展走向的重要手段,匿名投票的优势在于它可以在发扬民主的同时很好的保护选民的个人隐私,故此受到普罗大众的赞同和认可。随着云计算的兴起,将计票中心在第三方云平台上部署已经成为当今时代的普遍做法,但是第三方云平台的可信程度和安全程度却难以得到保证,恶意敌手可能在计票过程中窃取到用户的隐私数据,即便把计票中心部署在本地,也难以从根本上避免选民隐私泄露的问题。以往基于同态加密技术的安全投票方案往往需要一个可信第三方来生成和管理投票系统的同态公私钥对,这种做法不仅不够安全,而且会给整个系统引入性能瓶颈。为了更好的保护匿名投票活动中选民的隐私安全,本文结合多密钥同态加密技术提出了一种无需可信第三方的安全投票方案。本文的主要工作和创新点如下:(1)研究分析了目前安全投票方案所使用的技术,并在结合多密钥同态加密技术基础上,提出了一种多方匿名安全投票方案。该方案使用经用户私钥同态加密后的密态选票和用户公钥进行计票,在计票过程中无需对密态选票进行解密,从而保护了选民的隐私。并且方案中各投票用户使用分布式的方式生成同态公私钥对,不需引入可信第三方来生成管理同态私钥对,在消除了系统瓶颈的同时,避免了由于可信第三方可能被攻破而造成的隐私泄露问题,更大程度上保证了整个方案的安全性。(2)本文结合CCS19的MKHE方案,在研究分析加法器和乘法器的逻辑电路基础上设计实现了一种基于多密钥同态加密的密文计票器,并对该计票器进行了性能测试。(3)基于上述安全多方匿名安全投票方案和多密钥同态密文计票器,设计了一种多方匿名安全投票原型系统,详细介绍了该系统的总体架构设计、功能模块设计和数据模块设计的全过程。此外,本文结合系统开发技术开发了一个原型系统,并在测试机上对系统进行了部署和测试。本文提出的密文计票器可以很好的统计来自不同用户的密态选票并得到正确的投票结果。此外,本文提出的多方匿名安全投票方案相较于其他投票方案而言,具有不需要可信第三方这一固有优势,且支持加权投票。
基于区块链技术的电子投票选举系统的设计与实现
这是一篇关于电子投票,区块链,环签名,零知识证明的论文, 主要内容为随着互联网技术的飞速发展及网络带宽的提升,电子投票已应用于人们生活的各个方面。由于传统的电子投票选举系统存在服务器、数据库等信息过于中心化的问题,在投票的收集、统计等过程中存在着暗箱操作以及篡改选票的可能性,且中心化的服务器容易造成投票用户隐私的泄露;另外,基于中心化服务器的电子投票选举系统中,投票用户难以验证投票结果的真伪性。近些年出现的区块链,是一种由多方共同维护,使用密码学保证传输和访问安全的记账技术,该技术具有数据一致存储、难以篡改、防止抵赖等特征。本文提出了一种基于区块链技术的电子投票选举系统,利用区块链技术的去中心化、数据不易篡改性、开放性等特征去解决传统的电子投票系统的弊端,本文主要研究工作以及相关的创新点如下:设计了一种基于区块链技术的电子投票方案。该方案利用区块链技术的去中心化及数据不可篡改性,保证投票数据的正确性和不可篡改性;并结合环签名算法和匿名数字证书保护投票用户的隐私;利用区块链的开放性等特性,确保投票结果的可验证性,解决了现有的基于可信第三方的电子投票系统存在的选票造假、用户隐私泄露及投票结果难以验证等问题。设计和实现了匿名数字证书的生成方案。该生成方案通过隐藏数字证书中的通用名来实现隐藏用户身份,并且在证书认证中心签发投票用户数字证书的过程中,利用零知识证明技术,在不透露投票用户身份信息的前提下,完成了证书请求文件合法性的验证及最终数字证书的生成流程,实现了数字证书在签发、使用等所有环节的匿名性。设计和实现了基于区块链技术的电子投票选举系统。该系统主要分为区块链层、服务层及应用层。其中区块链层使用Hyperledger Fabric 1.4,服务层采用Node.js,应用层逻辑和界面实现主要利用Vue和Electroin框架。
基于Mix Net的安全电子投票协议
这是一篇关于电子投票,抗重复性,混合网络,匿名性,投票协议的论文, 主要内容为随着互联网技术以及现代密码学的快速发展,电子投票作为一种新的投票方式,逐渐得到人们的关注。电子投票的优势突出,不但能让选民享受到便捷的投票方式和公平公正的投票过程,还能使审计人员的工作量大大减少。尽管如此,电子投票虽然减少了人为因素对整个投票过程产生的不确定性影响,避免了传统投票过程中的诸多争议,但是如何保证电子投票系统的安全性是研究人员需要面对的重要问题。自从1981年Chaum设计了第一个电子投票协议以来,很多学者设计了满足不同要求的电子投票协议,随着攻击手段的层出不穷,这些协议大都存在着不同的缺陷。为了使电子投票系统能够安全有效地运行,我们利用现代密码学技术设计了一个安全可靠的电子投票协议。本文主要对Mix-net技术进行分析研究,首先对Mix-net的研究背景、理论基础和安全性能进行介绍,分析了目前已存在的Mix-net协议。针对Mix-net的安全性和抗重复性中存在的问题,本文主要的工作如下：(1)研究和分析了近年来基于Mix-net的电子投票协议,对线性Cramer-Shoup加密协议进行安全性分析。(2)针对普遍可验证的mix-net协议,对其安全性进行了分析,给出了相应的攻击方案。然后提出了一个基于身份验证的Cramer-Shoup 算法。(3)最后结合改进的Cramer-Shoup加密算法和Mix-net协议,提出了一个新的Mix-net安全电子投票协议,与以往电子投票协议相比,我们的电子投票协议在可行性和安全性上都有提高。
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