一个安全电子投票协议的设计与实现

论文摘要

随着计算机科学与通信技术的发展,电子投票以它独特的魅力登上了历史舞台,并且日渐取代传统投票成为人们日常生活中的一种常见的投票方式。电子投票是以密码学为基础,运用计算机和网络技术来实现投票功能。虽然它具有传统投票不可比拟的优点,但其安全性不容乐观,还有待进一步的提高。国内外的众多学者致力于电子投票协议的研究,正是为了提高电子投票的安全性和效率。由于采用了密码学技术,电子投票协议在理论和实际应用方面都取得了一些成果,但是,如何设计出一具有更高安全性和效率的电子投票协议,仍是今后学者们研究的热点。本文首先在讨论了电子投票协议的背景及国内外研究现状后,阐述了电子投票协议的七项要求,即一个安全的电子投票协议应具有：完整性、准确性、匿名性、唯一性、合法性、公正性和可验证性。然后,在了解了电子投票协议的性质及要求的基础上,本文分析了以FOO协议为代表的几个典型协议,并指出了它们各自的优点以及在安全性和可用性方面的缺陷。接下来,针对目前大多数电子投票协议的缺陷,本文提出一个安全的基于匿名信道的电子投票协议。新协议先是限制了管理机构的权限,即设立多个投票子机构,由这些机构分享管理机构的权力,这样就减小了管理机构舞弊的可能并可有效地防止管理机构冒充弃权选民的身份投票。然后在新协议中,引入了监票机构,并且按秘密分割门限方案设立多个子监票人,由它们一起来分享选民的选票密钥,这样既提高了系统效率又可防止中间结果泄露。与大多数电子投票协议相比,新协议克服了不允许选民弃权、选票碰撞和中间结果易泄露等问题,并且满足了电子投票协议七个要求。最后,本文在提出的新协议的基础上,利用Dreamweaver 8、VBscript和ASP技术对新协议进行了模拟实现,证明了协议的可行性。并对本文的工作进行了总结,结合新协议中仍存在的一些问题,对未来的研究内容进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 电子投票的国内外研究现状
• 1.3 电子投票的定义与要求
• 1.4 本文主要实现的目标
• 1.5 本文的结构
• 第2章 电子投票协议的密码学基础
• 2.1 密码学简介
• 2.2 RSA密码体制
• 2.3 散列（Hash）函数
• 2.4 数字签名
• 2.5 盲签名
• 2.6 匿名信道
• 2.7 比特承诺
• 2.8 秘密分割
• 2.9 本章小结
• 第3章 现有电子投票协议的分析
• 3.1 FOO协议
• 3.1.1 FOO协议的组成
• 3.1.2 FOO协议的描述
• 3.1.3 FOO协议的安全性分析
• 3.1.4 FOO协议的缺点
• 3.2 QX协议
• 3.3 XL协议
• 3.4 本章小结
• 第4章 一个新的电子投票协议
• 4.1 新协议的组成部分
• 4.2 新协议的流程
• 4.3 新协议的改进之处
• 4.4 新协议的安全性分析
• 4.5 新协议的优缺点
• 4.6 本章小结
• 第5章 电子投票系统的设计与实现
• 5.1 电子投票系统的设计
• 5.1.1 电子投票系统的设计思想与原则
• 5.1.2 系统关键算法的实现
• 5.1.3 数据库的设计
• 5.2 电子投票系统的实现
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目