CN113850947B - 基于ElGamal加密的电子投票*** - Google Patents

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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是中的一个随机元素，并且其阶为q；a是/>中的一个随机元素，并且其阶为2k；x是/>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并将其发送给计票人。其中ri是/>中的一个随机元素。
记票人收到所有ci，对其进行聚合生成 并将c发送给管理者。其中r是/>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 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是中的一个随机元素，并且其阶为q；a是/>中的一个随机元素，并且其阶为2k；x是/>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并将其发送给计票人。这里ri是/>中的一个随机元素。
记票人收到所有ci，对其进行聚合生成 并将c发送给管理者。这里r是/>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 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是中的一个随机元素，并且其阶为q；a是/>中的一个随机元素，并且其阶为2k；x是/>中的一个随机元素；y＝gxmod p，p的长度为1024比特；
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并将其发送给计票人；其中ri是/>中的一个随机元素；
记票人收到所有ci，对其进行聚合生成 并将c发送给管理者；其中r是/>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 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，因此可由求离散对数算法获得。
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