CN113850947A - 基于ElGamal加密的电子投票*** - Google Patents

基于ElGamal加密的电子投票*** Download PDF

Info

Publication number
CN113850947A
CN113850947A CN202011577417.6A CN202011577417A CN113850947A CN 113850947 A CN113850947 A CN 113850947A CN 202011577417 A CN202011577417 A CN 202011577417A CN 113850947 A CN113850947 A CN 113850947A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vote
private key
voter
voting
public
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011577417.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113850947B (zh
Inventor
吴琛
匡立中
谢杨洁
张帅
胡麦芳
张珂杰
詹士潇
汪小益
黄方蕾
蔡亮
李伟
邱炜伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Qulian Technology Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Qulian Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Qulian Technology Co Ltd filed Critical Hangzhou Qulian Technology Co Ltd
Priority to CN202011577417.6A priority Critical patent/CN113850947B/zh
Publication of CN113850947A publication Critical patent/CN113850947A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113850947B publication Critical patent/CN113850947B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C13/00—Voting apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
    • H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0861—Generation of secret information including derivation or calculation of cryptographic keys or passwords

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于ElGamal加密的电子投票***。本发明存在三种类型参与者，包括管理者、计票人和投票人。管理者负责产生***必要参数，包括一些公私钥对,计票人负责统计票数。本发明基于ElGamal加密算法，对应的密文数据长度最短可以为2048比特。从而在投票计票过程中节约了通信和存储空间。

Description

基于ElGamal加密的电子投票***
技术领域
本发明属于信息安全技术领域，涉及一种基于ElGamal加密的电子投票***。
背景技术
近年来随着人们参与社会管理的意识逐渐升高，安全、充分地表达个人观点成为人们行使公民权利的基本需求。投票作为表达个人观点的重要方式，一直随着社会科学水平的进步而变化。传统的纸质选票模式不仅统计效率低，成本高，也无法有效的保障投票的公开可验证性和投票过程中的公正性。
相对于传统的纸质投票模式，电子投票节约大量的人力物力，还突破了时间空间限制。市场上的投票软件虽然形式众多，但均没有真正地保护投票者的信息，发起投票的人可以清楚地看到投票者的投票情况。匿名和实名会对人的心理产生不同的影响，匿名可以使投票者自由地发表意见，使得投票结果体现投票者意志。因此，这样的设计显然没有考虑到人性的弱点，明显不符合投票公平公正的要求。
1981年，David Chaum首次提出了基于Mix-net的电子投票协议，这是第一个现代意义上的安全电子投票方案，但该方法使用的公钥密码体制算法复杂度较高。1997年，基于ElGamal加密同态性的电子投票方案第一次被提出，但是该方案并没有给出选票的编码格式。这些年，在电子投票方案不断发展的过程中，有些方案过于复杂，不适合大型投票，而有些则是安全方面存在较大的漏洞。第一个实用的适合大规模投票的方案，是由Fujioka，Okamoto和Ohta在1992年提出的FOO方案，方案的核心采用了比特承诺技术和盲签名技术。还有些电子投票***是基于加法同态加密算法，但是加法同态加密算法在计算效率或者数据存储上并不高效，特别是在加密数据较小的情况下。比如在使用Paillier加密时，由于所使用的合数N至少是2048比特，因此加密一个比特，密文的长度至少是4096比特。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于ElGamal加密的电子投票***。
本发明的技术方案为：
基于ElGamal加密的电子投票***，包括：
公私钥对生成及公布模块，具体是：管理者生成ElGamal加密算法的公私钥对(pk，sk)，公布公钥pk＝(p，q，g，y，a)，保密私钥sk＝x。其中p，q是大素数，并满足p＝2k·q+1，k是一个整数；g是
Figure BDA0002864361010000021
中的一个随机元素，并且其阶为q；a是
Figure BDA0002864361010000022
中的一个随机元素，并且其阶为2k；x是
Figure BDA0002864361010000023
中的一个随机元素；y＝gx mod p。
投票模块，执行以下操作：
投票人i对一个投票事项投赞成票或者投反对票。设投票人的投票为mi∈{0，1}，其中1来表示投赞成票，0表示投反对票。
投票人生成加密投票
Figure BDA0002864361010000024
并将其发送给计票人。其中ri是
Figure BDA0002864361010000025
中的一个随机元素。
记票人收到所有ci，对其进行聚合生成
Figure BDA0002864361010000026
Figure BDA0002864361010000027
并将c发送给管理者。其中r是
Figure BDA0002864361010000028
中的一个随机元素。
管理者收到c后，利用私钥sk对c进行解密，获得
Figure BDA0002864361010000029
Figure BDA00028643610100000210
如果m＝∑mi达到规定的数值，那么该事项通过，否则没有通过。
本发明的有益效果：本发明基于ElGamal加密算法，对应的密文数据长度最短可以为2048比特。从而在投票计票过程中节约了通信和存储空间。
附图说明
图1为本发明中***结构图。
具体实施方式
在本发明中存在三种类型参与者，包括管理者、计票人和投票人。管理者负责产生***必要参数，包括一些公私钥对，计票人负责统计票数。
以下结合附图1详细说明本发明：
管理者生成ElGamal加密算法的公私钥对(pk，sk)，公布公钥pk＝(p，q，g，y，a)，保密私钥sk＝x。这里p，q是大素数，并满足p＝2k·q+1，k是一个整数；g是
Figure BDA0002864361010000031
中的一个随机元素，并且其阶为q；a是
Figure BDA0002864361010000032
中的一个随机元素，并且其阶为2k；x是
Figure BDA0002864361010000033
中的一个随机元素；最后y＝gx mod p。一般来说，p的长度为1024比特。
投票人i对一个投票事项投赞成票(用1来表示)或者投反对票(用0来表示)。设投票人的投票为mi∈{0，1}，投票人生成加密投票
Figure BDA0002864361010000034
并将其发送给计票人。这里ri是
Figure BDA0002864361010000035
中的一个随机元素。
记票人收到所有ci，对其进行聚合生成
Figure BDA0002864361010000036
Figure BDA0002864361010000037
并将c发送给管理者。这里r是
Figure BDA0002864361010000038
中的一个随机元素。
管理者收到c后，利用sk＝x对c进行解密，获得
Figure BDA0002864361010000039
Figure BDA00028643610100000310
由于a的阶为2k，因此，∑mi可由求离散对数算法获得。如果m＝∑mi达到规定的数值，那么该事项通过，否则没有通过。

Claims (2)

1.基于ElGamal加密的电子投票***，其特征在于，包括：
公私钥对生成及公布模块，具体是：管理者生成ElGamal加密算法的公私钥对(pk，sk)，公布公钥pk＝(p，q，g，y，a)，保密私钥sk＝x；其中p，q是大素数，并满足p＝2k·q+1，k是一个整数；g是
Figure FDA0002864353000000011
中的一个随机元素，并且其阶为q；a是
Figure FDA0002864353000000012
中的一个随机元素，并且其阶为2k；x是
Figure FDA0002864353000000013
中的一个随机元素；y＝gx mod p；
投票模块，执行以下操作：
投票人i对一个投票事项投赞成票或者投反对票；设投票人的投票为mi∈{0，1}，其中1来表示投赞成票，0表示投反对票；
投票人生成加密投票
Figure FDA0002864353000000014
并将其发送给计票人；其中ri是
Figure FDA0002864353000000015
中的一个随机元素；
记票人收到所有ci，对其进行聚合生成
Figure FDA0002864353000000016
Figure FDA0002864353000000017
并将c发送给管理者；其中r是
Figure FDA0002864353000000018
中的一个随机元素；
管理者收到c后，利用私钥sk对c进行解密，获得
Figure FDA0002864353000000019
Figure FDA00028643530000000110
如果m＝∑mi达到规定的数值，那么该事项通过，否则没有通过。
2.根据权利要求1所述的基于ElGamal加密的电子投票***，其特征在于，由于a的阶为2k，因此∑mi可由求离散对数算法获得。
CN202011577417.6A 2020-12-28 2020-12-28 基于ElGamal加密的电子投票*** Active CN113850947B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011577417.6A CN113850947B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 基于ElGamal加密的电子投票***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011577417.6A CN113850947B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 基于ElGamal加密的电子投票***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113850947A true CN113850947A (zh) 2021-12-28
CN113850947B CN113850947B (zh) 2023-08-29

Family

ID=78972168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011577417.6A Active CN113850947B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 基于ElGamal加密的电子投票***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113850947B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114978517A (zh) * 2022-07-27 2022-08-30 西南石油大学 一种基于智能合约和分布式Elgamal算法的电子投票方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101257380A (zh) * 2007-12-05 2008-09-03 航天信息股份有限公司 用户实体自产生公钥证书并管理公钥证书***和方法
CN102521785A (zh) * 2011-10-26 2012-06-27 哈尔滨工业大学 用于图像共享的基于EC-ElGamal算法的同态图像加密和解密方法
CN106503098A (zh) * 2016-10-14 2017-03-15 中金云金融（北京）大数据科技股份有限公司 内置于Paas服务层的区块链云服务框架***
CN108768607A (zh) * 2018-05-14 2018-11-06 中钞***产业发展有限公司杭州区块链技术研究院 一种基于区块链的投票方法、装置、设备及介质
CN108809624A (zh) * 2018-07-18 2018-11-13 杭州安恒信息技术股份有限公司 一种电子选举方法、***、设备及计算机可读存储介质
CN110400410A (zh) * 2019-07-31 2019-11-01 中钞***产业发展有限公司杭州区块链技术研究院 一种电子投票***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101257380A (zh) * 2007-12-05 2008-09-03 航天信息股份有限公司 用户实体自产生公钥证书并管理公钥证书***和方法
CN102521785A (zh) * 2011-10-26 2012-06-27 哈尔滨工业大学 用于图像共享的基于EC-ElGamal算法的同态图像加密和解密方法
CN106503098A (zh) * 2016-10-14 2017-03-15 中金云金融（北京）大数据科技股份有限公司 内置于Paas服务层的区块链云服务框架***
CN108768607A (zh) * 2018-05-14 2018-11-06 中钞***产业发展有限公司杭州区块链技术研究院 一种基于区块链的投票方法、装置、设备及介质
CN108809624A (zh) * 2018-07-18 2018-11-13 杭州安恒信息技术股份有限公司 一种电子选举方法、***、设备及计算机可读存储介质
CN110400410A (zh) * 2019-07-31 2019-11-01 中钞***产业发展有限公司杭州区块链技术研究院 一种电子投票***

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘静: "基于ElGamal同态加密的隐私保护电子投票方案设计", 《HTTPS://WWW.HANSPUB.ORG/JOURNAL/PAPERINFORMATION.ASPX?PAPERID=30418》 *
刘静: "基于ElGamal同态加密的隐私保护电子投票方案设计", 《HTTPS://WWW.HANSPUB.ORG/JOURNAL/PAPERINFORMATION.ASPX?PAPERID=30418》, 30 September 2019 (2019-09-30), pages 1 - 8 *
徐广芝;叶震;: "秘密计票的多候选人电子投票方案", 合肥工业大学学报(自然科学版), no. 09, pages 1462 - 1464 *
朱正阳: "一种基于全同态加密的电子投票方案", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》 *
朱正阳: "一种基于全同态加密的电子投票方案", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》, 15 April 2014 (2014-04-15), pages 13 - 14 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114978517A (zh) * 2022-07-27 2022-08-30 西南石油大学 一种基于智能合约和分布式Elgamal算法的电子投票方法
CN114978517B (zh) * 2022-07-27 2022-10-21 西南石油大学 一种基于智能合约和分布式Elgamal算法的电子投票方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113850947B (zh) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fouque et al. Sharing decryption in the context of voting or lotteries
Lee et al. Receipt-free electronic voting scheme with a tamper-resistant randomizer
Sampigethaya et al. A framework and taxonomy for comparison of electronic voting schemes
CN110224993A (zh) 基于区块链的可追责匿名电子投票方法及***
Okamoto et al. Divertible zero knowledge interactive proofs and commutative random self-reducibility
CN110232764A (zh) 基于区块链的匿名电子投票方法及***
Hussien et al. Design of a secured e-voting system
JP2001202013A (ja) 匿名参加権限管理システム
CN104392534A (zh) 一种基于手指静脉特征识别的电子投票***
CH711133B1 (de) Protokoll zur Signaturerzeugung
Fan et al. HSE-Voting: A secure high-efficiency electronic voting scheme based on homomorphic signcryption
WO2001020562A2 (en) Multiway election method and apparatus
Porkodi et al. Multi-authority Electronic Voting Scheme Based on Elliptic Curves.
CN113850947B (zh) 基于ElGamal加密的电子投票***
Chase et al. Verifiable elections that scale for free
Hirt Receipt-free K-out-of-L voting based on ElGamal encryption
Teague et al. Coercion-Resistant Tallying for STV Voting.
Grontas et al. Coercion resistance in a practical secret voting scheme for large scale elections
Dyachkova et al. Anonymous remote voting system
Pu et al. An electronic voting scheme using secure multi-party computation based on secret sharing
Sihite et al. E-voting and e-recap verification and validation schemes for indonesia utilizing cryptographic hash function message authentication codes (MAC) and public key infrastructure (PKI)
Shao et al. Efficient ID-based threshold signature schemes without pairings
Mürk Electronic voting schemes
Qiu et al. Somewhat secure mobile electronic-voting systems based on the cut-and-choose mechanism
Liu et al. How to design the faultless bribery and coercion prevention electronic voting scheme

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant