安全电子投票系统的设计与实现

论文摘要

随着目前通信网络的迅速发展,各种网络服务已被广泛地应用于我们的日常生活和工作中。电子投票作为代替传统投票方式的网络服务,其应用和发展也越来越得到人们的重视。如何设计出更安全、更实用的电子投票方案,目前已经成为信息安全领域的一个重点问题。本文以电子投票为研究对象,以密码学技术为理论基础,分析并研究了电子投票的基本原理和关键技术。同时,本文对一些具有代表性的电子投票方案进行了分析,提出了现有电子投票方案在安全性和实用性上存在的不足。针对这些不足,本文设计了一个安全、合理的电子投票方案。本方案从以下几个方面来满足电子投票的基本要求:第一、采用公钥密码体制、数字签名、盲数字签名算法来保证投票系统的安全性;第二、采用基于USB KEY的双向挑战/响应的身份认证技术,来保证投票人身份的合法性;第三、采用基于多实体的模式,将投票实体的权力分散化,来保证投票过程的公正性。最后,本文以上述方案为基础,实现了一个安全的电子投票系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源与研究背景
• 1.2 国内外电子投票系统的研究现状
• 1.3 课题的目的与意义
• 1.4 本文的结构安排
• 第二章 电子投票系统的理论基础
• 2.1 电子投票系统的现有方式
• 2.1.1 检票箱方式
• 2.1.2 电子表决器方式
• 2.1.3 互联网方式
• 2.2 电子投票系统的信息安全分析
• 2.3 电子投票系统的密码学基础
• 2.3.1 对称密码体制
• 2.3.2 公钥密码体制
• 2.3.3 哈希算法
• 2.3.4 数字签名
• 2.4 电子投票系统的身份认证基础
• 2.4.1 身份认证
• 2.4.2 基于USB KEY的身份认证
• 2.4.3 基于挑战/响应的身份认证
• 2.5 电子投票系统的常用技术
• 2.5.1 零知识证明
• 2.5.2 比特承诺
• 2.5.3 盲数字签名
• 2.5.4 匿名通道的信息传递
• 2.5.5 同态加密
• 2.6 本章小结
• 第三章 电子投票方案的分析
• 3.1 FOO方案的分析
• 3.1.1 FOO方案的功能设计
• 3.1.2 FOO方案的分析与总结
• 3.2 Iverson方案的分析
• 3.2.1 Iverson方案的功能设计
• 3.2.2 Iverson方案的分析与总结
• 3.3 X.J.B方案的分析
• 3.3.1 X.J.B方案的功能设计
• 3.3.2 X.J.B方案的分析与总结
• 3.4 基于Mix Nets的匿名通道传递方案的分析
• 3.4.1 基于Mix Nets的匿名通道传递方案的功能分析
• 3.4.2 基于Mix Nets的匿名通道传递方案的分析与总结
• 3.5 本课题电子投票方案的安全性分析
• 3.5.1 电子投票系统的合法性分析
• 3.5.2 电子投票系统的公平性分析
• 3.5.3 电子投票系统的匿名性分析
• 3.5.4 电子投票系统的可验证性分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 安全电子投票系统的研究与设计
• 4.1 电子投票系统的总体设计
• 4.2 电子投票系统的安全性设计
• 4.3 基于椭圆曲线的盲数字签名方案的具体设计
• 4.3.1 方案的分析
• 4.3.2 方案的具体设计
• 4.3.3 方案的安全性分析
• 4.3.4 本方案的性能分析
• 4.4 基于USB KEY的双向挑战/响应身份认证的具体设计
• 4.4.1 方案的分析
• 4.4.2 方案的具体设计
• 4.4.3 方案的安全性分析
• 4.4.4 本方案的性能分析
• 4.5 基于多实体的电子投票系统的具体设计
• 4.5.1 注册服务器端的用户注册流程
• 4.5.2 发票服务器端的选票管理流程
• 4.5.3 认证服务器端的选票授权流程
• 4.5.4 投票结果的统计与验证流程
• 4.6 本设计方案的性能分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 安全电子投票系统的实现
• 5.1 电子投票系统的运行环境
• 5.2 注册管理模块
• 5.3 认证管理模块
• 5.3.1 密钥管理模块
• 5.3.2 身份认证模块
• 5.4 选票管理模块
• 5.4.1 选票生成模块
• 5.4.2 选票签名模块
• 5.5 统计管理模块
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果