基于安全多方计算的电子选举系统设计与实现

摘要

安全多方计算（SMC）在密码学中拥有相当重要的地位，它是电子选举、门限签名以及电子拍卖等诸多应用得以实施的密码学基础。 电子选举是SMC 应用的最典型案例。传统密码领域提出的几类电子选举方案，在实现普遍验证性前提下，难以实现无收据性。因此，同时实现无收据性和普遍验证性成为现有的安全电子选举方案研究的重点。 针对上述问题，通过对现有的电子选举方案的分析，在一个通用的电子选举模型基础上，设计出一个适合大规模选举的多候选人的电子选举方案。通过一系列的数学拆分组合，将多选多选票转换为多个大整数，并将矩阵传送求和协议应用于选票发送和计票，得出选举结果。最后通过模拟仿真实现了大规模的多选多的电子选举系统，证明了方案设计的正确性和可行性。整个选举过程不需要可信第三方，任何投票人都可以计票。比一般的方案具有更强的安全性，同时实现了选举的无收据性和普遍验证性。 在多候选人模型的基础上，通过引入不可信第三方保存权值，采用基于茫然传输协议的两方点积协议和秘密比较协议进行计票和判定结果，设计出一个含权的秘密电子评审方案。通过模拟仿真对该方案进行了实现证明，既能保证一般选举活动的基本要求，又满足了选举的无收据性和权值的保密性等安全性要求。该方案适用于投票人数量较少的情况下，适用通过恰当的参数选择，计算复杂度可以达到线性的。