一种基于可验证计算的高度匿名性电子投票方法技术

本发明专利技术公开了一种基于可验证计算的高度匿名性电子投票方法，在满足安全电子投票协议要求的基础上，实现了高度匿名性、多次投票的不可链接性及选票的可追溯性，特别是当系统认证者、计票者均为非可信方时，仍能保证上述性质。我们首先建立匿名电子投票的模型，定义系统参与方之间的交互过程，而后为投票者选择彼此不同的密钥用以加密选票，保证安全电子投票协议要求中的用户合法性和匿名性。为了应对投票者、认证者和计票者可能的恶意攻击，又基于可验证计算设计了分发给各方的数据，保证要求中的选票完整性、选票唯一性和公平性。该方案可适用于任意允许多次投票的1

【技术实现步骤摘要】
一种基于可验证计算的高度匿名性电子投票方法


[0001]本专利技术属于信息论
，尤其涉及一种基于可验证计算的高度匿名性电子投票方法。

技术介绍

[0002]匿名电子投票允许投票者在不泄露身份的前提下完成投票，该问题的基本要求包括匿名性、用户合法性、选票唯一性、选票完整性、公平性等。相当一部分匿名电子投票问题的相关研究都基于盲签名、同态加密、区块链等密码学领域相关技术，实现了计算安全，并非信息论意义上的安全。而在实现了信息论安全的相关研究中，许多研究或实现的匿名性不够严格，会部分泄露用户隐私；或必须基于参与方至少有一方是系统可信方的前提；或无法实现多次投票的不可链接性及选票的可追溯性。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于从信息论的角度研究匿名电子投票问题，建立信息论匿名电子投票的模型，并提供一种基于可验证计算的高度匿名性电子投票方法,以解决在认证者、计票者均为系统不可信方的场景下，实现电子投票的高度匿名性、多次投票的不可链接性及选票的可追溯性的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术基于可验证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可验证计算的高度匿名性电子投票方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、初始化阶段；在该阶段，投票权威机构发布投票规则，为投票者产生密钥，并向认证者和计票者发送所需数据；步骤2、投票阶段；在该阶段，投票者基于自身意愿填写选票，将其通过密钥加密后生成加密选票，发送至认证者；认证者检验加密选票所对应投票者的身份合法性，对有效选票予以保留，无效选票丢弃；此后，认证者收集所有有效选票之和，广播给计票者和权威机构；权威机构检验选票内容是否被认证者篡改；步骤3、计票阶段；在该阶段，计票者基于步骤2中的有效选票之和计算每个选项对应的票数即投票结果，并公布；步骤4、检验阶段；在该阶段，权威机构检验投票者是否存在多次投票行为以及计票者是否存在篡改投票结果行为；若检出上述恶意行为，权威机构执行相应惩罚措施。2.根据权利要求1所述的基于可验证计算的高度匿名性电子投票方法，其特征在于，步骤1中的权威机构发布投票规则的步骤如下：首先，GF(q)代表q阶有限域，α是从GF(q)上随机挑选的元素；令C1，C2，...，C
L
分别代表候选人，c1，c2，...，c
L
则代表上述候选人对应的选票值，其中c1＝α∈GF(q)，c2＝α2∈GF(q)，...，c
L
＝α
L
∈GF(q)，c0＝α0＝1对应弃权事件；权威机构为投票者产生密钥的步骤如下，设置投票系统中一共ω个投票者，分别为V1，V2，...，V
ω
；步骤1.1、权威机构生成n个彼此线性无关的n维列向量：x1，x2，...x
n
，它们构成矩阵X
n
×
n
＝[x1，x2，...x
n
]；步骤1.2、权威机构生成2个n维列向量：[a1，a2，...，a
n
]和[b1，b2，...，b
n
]，分别对X
n
×
n
进行线性变换，得到A1×
n
＝[a1，a2，...，a
n
]
·
[x1，x2，...x
n
]和B1×
n
＝[b1，b2，...，b
n
]
·
[x1，x2，...x
n
]；步骤1.3、权威机构从x1，x2，...x
n
中均匀、随机地选择k个列向量并将其作为投票者V
i
的第一把密钥：Key
i，1
＝[x
i1
，x
i2
，...，x
ik
]，其中k＜n；不同投票者的密钥互不相同；接下来，权威机构从A1×
n
选择下标也是i1，i2，...，i
k
的元素，得到第二把密钥：Key
i，2
＝[a1，a2，...，a
n
][x
i1
，x
i2
，...，x
ik
]；从B1×
n
选择下标也是i1，i2，...，i
k
的元素，得到第三把密钥：Key
i，3
＝[b1，b2，...，b
n
][x
i1
，x
i2
，...，x
ik
]；步骤1.4、最后，权威机构通过安全信道向投票者V
i
，i∈{1，2，...，ω}发送三把密钥：Key
i，1
，Key
i，2
和Key
i，3
；权威机构保留投票者身份及其密钥之间的对应关系；权威机构向认证者和计票者发送所需数据的步骤如下：权威机构向认证者发送[a1，a2，...，a
n
]，向计票者发送X
n
×
n
＝[x1，x2，...x
n
]。3.根据权利要求2所述的基于可验证计算的高度匿名性电子投票方法，其特征在于，步骤2中投票者生成加密选票的步骤如下，投票者记为V
i
，i∈{1，2，...，ω}：步骤2.1.1、投票者V
i
基于自身意愿确定选票v
i
∈{c0，c1，c2，...，c
L
}，并将其随机拆分为一个k维向量：v
i
′
＝[v
i1
′
，v
i2
′
，...，v
ik
′
]，该向量中不包含0元素，且全部元素之和等于v
i
；步骤2.1.2、投票者V
i
借助密钥Key
i，1
，Key
i，2
和Key
i，3
加密v
i
′
，得到加密选票X
i
，XA
i
和XB
i
：X
i
＝Key
i，1
·
(v
i
′
)
T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：康维，吕文婷，刘楠，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
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