可追踪匿名电子投票协议的研究

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1、可追踪的匿名电子投票协议的研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：计算机科学与技术作者姓名：凌乐真作者学号：09010501001导师姓名及职称：廖俊国教授实践导师姓名及职称：学院名称：计算机科学与工程学院论文提交日期：2012年5月28日学位授予单位：湖南科技大学TheResearchofTraceableAnonymousElectronicVotingProtocolTypeofDegreeAcademicDegreeDisciplineComputerScienceandTechnologyCandidateLezhe

2、nLingStudentNumber09010501001SupervisorandProfessionalTitlePro.JunguoLiaoPracticeMentorandProfessionalTitleSchoolComputerScienceandEngineeringDateMay28,2012UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论

3、文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月

4、日摘要投票是现代社会中一项非常普遍的活动，是体现民主的重要途径之一。传统的投票活动要求投票者到指定地点投票，大型投票活动还需要长时间排队投票，给投票者带来了诸多不便。随着计算机和网络技术的发展，电子投票逐渐受到了关注。电子投票使用数字化的选票，利用各种网络技术和密码学技术，使投票者能够通过网络进行远程投票，选票的统计工作由计算机负责完成，节省了投票活动的成本，提高了计票的效率和准确性。电子投票的核心是电子投票协议，本文对电子投票协议经行了研究，介绍了其安全需求，对现有的协议进行了分析，并且提出了可追踪的匿名电子投票协议：TAEV协议

5、（TraceableAnonymousElectronicVotingProtocol）。本文的主要工作包括以下几个方面：其一，提出了TAEV协议。该协议利用盲签名和密钥托管机制来实现匿名性和可追踪性；利用分割－选择(cut-and-choose)技术来保证无收据性，通过引入多方计算和同态性质来满足广义可验证性，使用秘密分享机制来分割管理机构的权限，降低各管理机构作弊的可能。协议分为注册、投票、计票和追踪四个阶段。投票者在注册阶段申请一份投票专用的证书，这一阶段将完成对匿名性的保护；在投票阶段，投票者利用投票证书进行投票；计票阶段，

6、投票机构将统计并公布投票结果；如果有必要，投票管理者可以在追踪阶段追查某些选票的来源。其二，对TAEV协议进行了安全性分析并与一些经典的协议进行了对比分析。TAEV协议能够在较为合理的安全假设下满足秘密性、完整性、稳固性、合法性、唯一性、公平性、广义可验证性、无收据性、匿名性以及可追踪性等安全特性。与大多数已有的电子投票协议相比，该协议能够满足更多的安全需求或是能在较弱的安全假设下满足相同的安全需求。其三，为了降低对安全假设的依赖，本文提出了基于同指数证明的注册子协议作为注册阶段的备选方案。利用同指数证明技术将投票者的身份证书私钥与

7、投票证书私钥进行绑定，降低了无收据性对安全假设的依赖，但要求投票者身份证书的密钥对必须使用ELGamal体制。最后，对TAEV协议进行了性能方面的测试。本文借助OpenSSL软件包，使用C语言实现了TAEV协议的模拟程序，在2.0GHZ主频和2GB内存的PC上对TAEV协议进行了性能测试。在使用5个密钥托管中心、7个计票中心和8个分割－选择副本的条件下，注册阶段和投票阶段的计算开销分别为2224毫秒和9716毫秒；通信开销分别为59556字节和51631字节。与注册和投票阶段相比，计票阶段的开销可以忽略不计。本文对基于同指数证明的注

8、册子协议也进行了性能测试，在相同环境下改进后的注册阶段计算开销为3854毫秒，通信开销为74976i字节。随着密钥托管中心，计票中心以及分割－选择副本数量的增加，协议的开销呈线性增长。TAEV协议的特点包括以下几个方面：较好的灵活性，