【摘 要】
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选举是人们日常生活中为了获得集体意见的一种常见方式。传统投票方式存在空间、时间限制,人为因素干扰等缺陷。随着电子技术的发展,电子选举应运而生。电子选举的形式多种多样,其中一种形式是基于直接记录式电子(Direct Recording Electronic,DRE)设备的电子选举系统。在Chaum首先提出将密码学工具引入到电子选举系统后,众多研究者对电子选举系统进行了发展,并提出了许多被广泛接受的电
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选举是人们日常生活中为了获得集体意见的一种常见方式。传统投票方式存在空间、时间限制,人为因素干扰等缺陷。随着电子技术的发展,电子选举应运而生。电子选举的形式多种多样,其中一种形式是基于直接记录式电子(Direct Recording Electronic,DRE)设备的电子选举系统。在Chaum首先提出将密码学工具引入到电子选举系统后,众多研究者对电子选举系统进行了发展,并提出了许多被广泛接受的电子选举系统应该满足的基础性质,其中包括隐私性、完整性及可验证性等。同时,量子计算的发展导致一些传统加密算法的安全性受到挑战。本文在分析研究了现有基于DRE设备电子选举系统的基础上,围绕着基础性质及一些扩展性质,设计出了一个基于DRE设备具有完整性(integrity)、永久隐私性(ever-last privacy)、健壮性(robustness)和可扩展性(scalability)的电子选举系统,并命名为DRE-ieprs电子选举系统。DRE-ieprs电子选举系统的设计包含了基于Pedersen承诺的选票加密、基于DC-net协议的多设备初始化、基于零知识证明的选票合法性验证以及Shamir秘密共享协议的选票恢复等,以及综合了以上各个过程的整套选举流程。同时本文分析论证了DRE-ieprs电子选举系统所涉及的各个环节对各项安全特性的满足,并着重阐释了在模型的假设下,各项密码学技术对投票者隐私性的保障及投票系统完整性的支持,其中隐私性包含着永久隐私性和集体隐私性。本文还对DRE-ieprs选举系统基于树莓派平台进行了实现,通过客户端以及公告板服务器的开发,实现了一个DRE-ieprs的原型系统。本文将该系统与现有研究中的电子选举系统模型进行效率对比测试,证明了DRE-ieprs选举系统设计的可行性及流程的合理性。
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