基于盲签名和环签名的电子选举协议研究

论文摘要

电子选举是密码学的重要应用方面,与传统的人工选举相比,电子选举可以节约大量的人力物力,具有明显的优点。目前已发展的电子选举协议的安全性都依赖于中央机构,这就要求投票者必须绝对信任中央机构,且一旦中央机构参与作弊,则会破坏整个投票系统的安全性。而在现实中实现一个完全安全可信的中央机构是一件非常困难的事情。本文就当前电子选举协议中中央机构权利过大的缺陷进行了研究,提出了一种新型的电子选举协议。本文所做的工作如下:(1)设计了一种基于盲签名和环签名的电子选举协议,在本协议中,结合了环签名的无条件匿名性和盲签名的身份认证、签名内容的隐匿性等特点。因此在保障了电子选举协议安全性的同时,削弱了第三方中央机构的权力,使得即使在中央机构不完全可信的情况下,也能够保障系统的安全运行。而且在本方案中,任何投票者均可以单独计票,体现了选举的公开、公正、公平原则。(2)从理论上分析了本协议的安全性,举例说明了可能出现的攻击方式,并阐述了针对各种攻击方式的防御方案。(3)在安全通信网络基础上,利用基于离散对数的环签名和盲签名方案设计实现了所提出的电子选举协议。进而在局域网环境下对协议做了模拟实验,实验结果与理论预测的结果完全一致。考虑到受服务器运算速度等限制因素的影响,实验获得的效率也较为满意。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.2 国内外研究现状及不足
• 1.3 本文所做的主要工作
• 1.4 论文结构
• 第二章 电子选举协议概述
• 2.1 预备知识
• 2.1.1 数学基础
• 2.1.2 密码学基础
• 2.1.3 Hash函数
• [12]'>2.1.4 数字签名形式化定义^[12]
• 2.1.5 位承诺
• 2.1.6 零知识证明
• 2.1.7 混合网（mix-net）
• 2.1.8 关于电子公告板
• 2.2 电子选举的系统特征
• 2.2.1 基本的安全要求
• 2.2.2 扩展的安全要求
• 2.3 电子选举的协议模型
• 2.3.1 利用混合网构造的电子投票方案
• 2.3.2 利用同态加密函数的电子投票方案
• 2.3.3 基于盲签名的电子选举协议
• 2.4 本章小结
• 第三章 环签名和盲签名技术
• 3.1 群签名的概念
• 3.2 环签名详述
• 3.3 基于离散对数的环签名方案
• 3.3.1 基于离散对数的陷门单向函数
• 3.3.2 带密钥的联合函数
• 3.3.3 基于离散对数的环签名
• 3.4 盲签名的概念
• 3.5 基于DLP的盲签名
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于盲签名和环签名的电子选举协议
• 4.1 协议的设计思想
• 4.2 协议的特点
• 4.3 协议的详细介绍
• 4.4 协议的图示
• 4.5 协议的安全性分析
• 4.5.1 满足安全特性的分析
• 4.5.2 对可能的攻击方式防御的分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于盲签名和环签名的电子选举协议的设计与实现
• 5.1 主要数据结构定义和模块实现
• 5.1.1 系统中使用的主要常量和数据结构
• 5.1.2 系统中的主要函数
• 5.2 协议实现的整体框架和具体模块流程
• 5.2.1 本系统的主要模块和作用
• 5.2.2 本系统的整体框架
• 5.2.3 本系统的具体流程
• 5.2.4 本系统的界面设计
• 5.2.5 试验
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文