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基于Elgamal強盲簽名的區(qū)塊鏈電子投票方案研究

2021-11-22 08:03洪皓潔
小型微型計算機系統(tǒng) 2021年11期
關(guān)鍵詞:計票選票區(qū)塊

邵 清,洪皓潔,李 斌

(上海理工大學(xué) 光電信息與計算機工程學(xué)院,上海 200093)

1 引 言

投票表決是社會生活中不可缺少的環(huán)節(jié),是選舉的一種重要手段.過去人們常用的舉手表決或紙質(zhì)投票等,都或多或少存在一些問題,如結(jié)果容易被篡改、選舉過程不透明等.隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,電子投票開始受到人們的關(guān)注,它可以降低選舉的運行成本,同時滿足安全性、隱私性等投票要求.但也存在一些不足之處,如投票者個人信息易泄露、投票過程容易受到攻擊、投票數(shù)據(jù)易丟失等問題.

一個理想的電子投票系統(tǒng)應(yīng)該具有的重要特性是:

1)合法性:只有經(jīng)過授權(quán)的選民才能投票;

2)完整性:未經(jīng)檢測,不應(yīng)該修改、偽造或刪除選票;

3)可驗證性:可能核實的所有選票都應(yīng)正確計入結(jié)果;

4)隱私性:選民的選票不應(yīng)在任何階段透露給任何人;

5)匿名性:投票者身份隱藏,任何人不得知曉;

6)公正性:在投票結(jié)束前,任何個人或組織不能增加投票者人數(shù)或提前披露投票結(jié)果;

7)唯一性:每個合法的投票者只能投一次票;

8)穩(wěn)健性:投票的最終結(jié)果不應(yīng)受到任何因素影響.

電子投票可以應(yīng)用到社會生活的方方面面,引起了國內(nèi)外許多研究者的興趣.經(jīng)研究,目前主要有4類電子投票方案:基于混合網(wǎng)絡(luò)的電子投票方案、基于盲簽名的電子投票方案、基于秘密分享的電子投票方案和基于全同態(tài)加密的電子投票方案.

基于混合網(wǎng)絡(luò)的電子投票方案,可以抵抗被動攻擊,但不能得到混合服務(wù)器內(nèi)部置亂情況.為了解決置亂問題,F(xiàn)urukawa和Sako[1]提出基于混合網(wǎng)絡(luò)的電子投票方案,在不泄露操作的情況下證明了置亂過程的正確性.Neff[2]提出了可對數(shù)據(jù)置亂、混淆的實現(xiàn)方法,效率得到提高,并證明了正確性.Luo等人[3]引入盲簽名等工具,提出了一種新的無收據(jù)電子投票方案.方案滿足匿名性要求,但無法滿足普遍驗證性.Zhao和Liu[4]結(jié)合Shamir秘密分享和K-匿名提出一種電子投票方案.同年,Yuan和Li[5]基于Mignotte秘密分享,結(jié)合中國剩余定理,提出一種可驗證的分布式的電子投票方案,平衡了投票者與計票中心的沖突.但是基于秘密分享的電子投票方案中需要可信任的秘密分發(fā)機構(gòu)和多個計票機構(gòu)等,這些機構(gòu)之間的通信復(fù)雜度是影響使用的核心要素.Wang等人[6]設(shè)計同態(tài)密文加法器,結(jié)合數(shù)字簽名技術(shù),提出一種電子投票方案,實現(xiàn)了匿名性和完整性.He等人[7]利用全同態(tài)加密,解決電子投票中的身份認證問題.方案支持多個候選人,并利用全同態(tài)加密實現(xiàn)了對選票的加密以及求和.但該方案效率不高,難以在實踐中應(yīng)用.在2008年中本聰[8]發(fā)表比特幣論文后,區(qū)塊鏈的關(guān)注度大幅提升.區(qū)塊鏈的特性很適合應(yīng)用在投票事件上,與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的電子投票方案解決了許多原有的安全性問題,提高了系統(tǒng)的可追溯性,可以防止惡意攻擊或出現(xiàn)欺詐選票等.Jason等人[9]結(jié)合盲簽名技術(shù)和區(qū)塊鏈,將盲化后的選票寫入交易附加信息,但缺點是仍引入了第三方可信機構(gòu).于天嬌等人[10]結(jié)合RSA算法,提出了基于聯(lián)盟鏈的電子投票方案.可鏈接環(huán)簽名實現(xiàn)了投票者匿名性.CRUZ等人[11]提出了基于區(qū)塊鏈的投票方案,確保安全和不可篡改,但仍需引入可信第三方.

為了解決現(xiàn)有電子投票方案中存在的隱私泄露、不可公開驗證等安全性問題以及計票效率問題,本文利用區(qū)塊鏈技術(shù),結(jié)合基于Elgamal的強盲簽名算法和不可鏈接支付技術(shù),提出了一種新的電子投票方案.方案通過強盲簽名算法和哈希函數(shù)保證了選票的隱私性、投票者的匿名性,并采用不可鏈接支付技術(shù)使得選票接收者的匿名性也得到了保護,計票效率也得到了有效提高.

2 相關(guān)知識

2.1 基于Elgamal簽名方程的強盲簽名算法

為實現(xiàn)投票者的匿名性,保護選票隱私,本文采用基于Elgamal的強盲簽名算法[12]對選票進行簽名和加密.在此算法中,簽名者不知道消息內(nèi)容,且請求簽名者把已簽名的消息公開后,簽名者無法追蹤所簽消息.強盲簽名有很強的抗跟蹤性,應(yīng)用到電子投票當(dāng)中可以有效保護隱私.且強盲簽名可以實現(xiàn)對原始消息的鑒別與不可抵賴性,使得投票可驗證.

Elgamal簽名是一種非確定性的雙密鑰簽名體制,可用于數(shù)據(jù)加密和數(shù)字簽名.算法私鑰由特定工具生成,為保證私密性僅由使用者保存.在現(xiàn)有算力條件下,方案采用保證算法安全的最小密鑰長度,為1024bits.公鑰通常由私鑰得出,可以公開.在密碼體制中,理論上密鑰越長,密鑰空間越大,則通過窮舉計算推測出真實密鑰的情況就越難發(fā)生,算法安全性也越高.但算法安全性不僅由密鑰長度決定,也與現(xiàn)階段算力和密碼體制本身有關(guān).盲簽名按盲化程度可分為:弱盲簽名、強盲簽名和盲參數(shù)簽名方案.本方案中采用強盲簽名算法,用到的簽名方程為r=mk+sx[12].

基于Elgamal的強盲簽名算法可以抵御偽造給定消息的數(shù)字簽名的攻擊,也可以抵御竊取簽名者私鑰的攻擊,具有較強的安全性.該算法可以打破投票者身份與簽名之間的聯(lián)系,實現(xiàn)投票者匿名性.同時也可以保護所簽署消息的具體內(nèi)容,從而保護選票隱私.

2.2 不可鏈接支付

采用基于Elgamal的強盲簽名算法只是隱藏了投票者的身份信息,為了進一步提高安全性,還需要隱藏選票接收者的信息.為此,方案引入了不可鏈接支付.

不可鏈接支付技術(shù)來自Nicolas Van Saberhagen的白皮書cryptonote2.0[13].通常,經(jīng)典的比特幣地址一旦公布,就會成為交易的一個明確標(biāo)識,交易接收者的地址就很容易被“鏈接”.而不可鏈接支付打破了輸入輸出地址之間的關(guān)聯(lián),允許用戶發(fā)布單一的地址,并接受無條件的不可鏈接支付.其主要優(yōu)勢是,每個目標(biāo)地址的密鑰默認都是唯一的.因此就不存在“地址重用”問題,也沒有攻擊者能確定交易是否被發(fā)送到特定地址或是同時鏈接到兩個地址.在電子投票中,如果想隱藏交易接收者的地址,我們可以用不可鏈接支付技術(shù)來實現(xiàn).不可鏈接支付的交易模型如圖1所示.每個一次性密鑰,都由接收者的地址和發(fā)送方的隨機數(shù)計算得到.在交易中,使用一次性密鑰使交易地址不容易被“鏈接”.

圖1 不可鏈接支付交易模型

3 電子投票方案設(shè)計

本文提出的電子投票方案結(jié)合基于Elgamal的強盲簽名算法和不可鏈接支付技術(shù),通過獲得節(jié)點訪問權(quán)后,與區(qū)塊鏈上的智能合約進行交互,實現(xiàn)投票過程.

不失一般性,假設(shè)一個投票過程需要投票者、接收者和管理者三方共同完成,三方與智能合約進行交互,三方實體交互模型圖如圖2所示.本方案投票過程分為5個階段, 分別是:

圖2 三方實體交互模型圖

系統(tǒng)初始化階段、注冊階段、選票生成階段、選票接收階段和計票階段.投票方案流程如圖3所示.

圖3 投票方案流程圖

3.1 符號說明

本節(jié)給出文中常用的符號說明,如表1所示.

表1 符號說明

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)說明

本文設(shè)計的電子投票方案在以太坊(Ethereum)私有區(qū)塊鏈上完成,智能合約控制投票協(xié)議,完成整個過程.

投票系統(tǒng)由所有用戶共同維護和管理,并且共享數(shù)據(jù)信息.投票的詳細信息存儲在每個節(jié)點中,不需要集中的數(shù)據(jù)庫來存儲交易數(shù)據(jù),每個節(jié)點可以記錄每次選舉的賬本.區(qū)塊鏈只允許添加而不允許修改數(shù)據(jù),有效地保證了用戶可以進行數(shù)據(jù)認證.區(qū)塊鏈中認定最長鏈為合法鏈,鏈的長度會隨著投票記錄增長.時間戳的存在,使得投票過程是可追溯的.在本方案中,設(shè)計了智能合約以實現(xiàn)自動計票,無需第三方參與.智能合約使投票交易自動化,允許雙方直接和自動地達成協(xié)議,而不需要中間人,提高了可信度.合約對于所有區(qū)塊鏈用戶都是可見的,因此可以很容易地進行驗證.

本方案中,投票由管理者發(fā)起,負責(zé)每個階段的開始和結(jié)束.在投票開始之前,管理者將在鏈上部署智能合約.部署后,智能合約將自動完成整個投票過程.整個電子投票方案架構(gòu)圖如圖4所示.

圖4 基于區(qū)塊鏈的電子投票方案架構(gòu)

3.3 系統(tǒng)初始化

電子投票需要管理者來確保整個過程順利進行.管理者由所有投票者選舉得出,在發(fā)起投票前,需設(shè)置選舉過程中用到的參數(shù)并在區(qū)塊鏈上公布.所有參與者從公告欄共享信息.理想情況下,我們希望整個投票過程都是通過智能合約來驅(qū)動的,確保投票、審核、計票的每一步都是在全體選民的監(jiān)督下進行.

1)管理者設(shè)置項目名稱、投票問題及選項等;

2)設(shè)置開始和結(jié)束時間點,包括注冊開始時間、注冊結(jié)束時間、投票開始時間和投票結(jié)束時間;

3)參數(shù)設(shè)置完成并發(fā)布后,投票者將被告知可以開始注冊,同時告知智能合約進入下一階段.

3.4 注冊階段

注冊登記由投票者提出申請,根據(jù)基于Elgamal的強盲簽名算法生成私鑰并計算公鑰.投票者只有提交公鑰和個人信息后,才能成為合法投票者,合法投票者名單將被寫入投票者列表.注冊階段應(yīng)在規(guī)定的時間節(jié)點前完成,超時系統(tǒng)將不接受任何注冊請求.整個注冊流程如下:

1)投票參與者提出注冊申請;

在初中語文教學(xué)中,課本提供的至多只是一幅彩色的畫面,產(chǎn)生的視覺效果差,難以激發(fā)學(xué)生的興趣。運用現(xiàn)代多媒體技術(shù)的聲音、形象動感手段,創(chuàng)造與渲染氣氛,調(diào)動學(xué)生的感覺器官和思維器官,使他們耳濡目染、身臨其境,進入課文所描述的情境,和作者的思想感情共鳴。這樣能給學(xué)生更直觀的感受,不僅加深了學(xué)生對課文內(nèi)容的理解,而且為課堂教學(xué)推波助瀾,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2)投票者生成隨機數(shù)z∈Zp作為私鑰,計算y=gzmodp為公鑰;

3)投票者將個人公鑰y及身份信息發(fā)送給管理者進行注冊;

4)管理者審查投票者是否有投票資格,審查通過后向投票者發(fā)放身份ID和證書,并將ID發(fā)送給智能合約;

5)注冊完成后,管理者公布合法投票者總數(shù)及投票者名單.

隨后,管理者通知智能合約進入選票生成階段.

3.5 選票生成階段

在此階段,投票者需要生成選票,并利用基于Elgamal方程的強盲簽名算法,對選票進行加密和簽名.一張有效選票需包含正確格式的投票字符串和接收者驗證后的簽名.

選票生成過程如下:

1)投票者從智能合約中獲得投票問題與候選項等信息,生成原始選票m;

2)投票者V結(jié)合基于Elgamal的強盲簽名算法用私鑰對選票進行簽名,過程如下:

Step 1.V生成隨機數(shù)k∈ZP-1,計算r=gk,發(fā)送給S;S生成隨機數(shù)β∈Zp-1,盲化消息m得到m′,即:

m′=βr-β+1mmod(p-1)

(1)

然后把m′發(fā)送到V;

Step 2.V對盲化的消息m′簽名,計算:

r=m′k+sxmod(p-1)

(2)

得到s,把簽名(m′,(r,s))發(fā)送給S,簽名記為skV(hash(m));

3)V對消息m計算哈希得到hash(m),用接收者的公鑰對哈希值進行加密,記為pkS(hash(m)),這是構(gòu)成選票的主要信息;

4)V創(chuàng)建包含加密后的哈希值pkS(hash(m))和簽名skV(hash(m))的選票,并通過區(qū)塊鏈將選票發(fā)送給S.

3.6 選票接收階段

在選票接收階段,本文采用不可鏈接支付技術(shù)來隱藏選票接收者S的身份信息,標(biāo)準投票交易結(jié)構(gòu)如圖5所示.通過計算生成一次性不可鏈接地址,由于使用了哈希函數(shù),根據(jù)已公開的P和R,第三方無法逆推得到接收者公鑰對(A,B),所以也無法知道S的身份信息.這就隱藏了交易接收者的地址.

圖5 標(biāo)準投票交易結(jié)構(gòu)

選票接收步驟如下:

Step 1.S選取兩個數(shù)a,b作為私鑰,計算出對應(yīng)的公鑰A=aG和B=bG,并對全網(wǎng)公布這兩個公鑰;

Step 2.V隨機選取正整數(shù)q作為私鑰,計算一次性公鑰P,R:

P=HS(qA)G+B

(3)

R=qG

(4)

Step 3.(P,R)經(jīng)哈希函數(shù)運算后,得到一次性不可鏈接地址,V將不可鏈接的一次性地址和投票記錄公布到區(qū)塊鏈上.S用私鑰(a,b)掃描區(qū)塊鏈,檢查每個經(jīng)過的投票交易.

若S是交易的接收者,那么aR=aqG=qA,則:

x=Hs(aR)+b

(5)

xG=(Hs(aR)+b)G=Hs(aR)G+bG=Hs(aR)G+B=P

(6)

驗證發(fā)現(xiàn)符合橢圓曲線加密算法的定義,x即為針對一次性公鑰P的私鑰,其他人是不可知曉的.此時,S接收到加密選票,且不會暴露自己身份.

S進行逆盲變換,計算:

r′=rβmod(p-1)

(7)

s′=r′r-1smod(p-1)

(8)

得到簽名(m,(r′,s′)),但不會知曉消息內(nèi)容.同時,S用公鑰pkV去驗證簽名的有效性.若簽名無效,則忽略;有效則發(fā)送回V.

S用私鑰sks解密,得到hash(m).哈希函數(shù)的存在,使得原始選票內(nèi)容不可逆推,即S不知道消息m,也就無法知道V的選票投給了誰,從而保證了選票的隱私性.一旦選票被記錄在區(qū)塊鏈上,V的投票任務(wù)就完成了.

之后,S將選票發(fā)送給管理者,進入計票階段.

3.7 計票階段

到達規(guī)定的投票結(jié)束時間時,管理者向智能合約發(fā)送通知,智能合約將檢查所有投票者是否都完成投票.接著,智能合約停止接收投票者的選票,并對接收到的全部選票進行統(tǒng)計,還未投票的投票者視為棄權(quán).計票時,智能合約對于接收到的每一張選票,檢查是否包含用于簽名該選票的隨機數(shù)k,如果不存在則接收該選票,存在則拒絕接收.在所有驗證之后,包含選票的區(qū)塊將被添加到區(qū)塊鏈中,其他的對等節(jié)點則驗證并更新他們的鏈.結(jié)果會在鏈上以廣播形式發(fā)布,區(qū)塊鏈中的所有節(jié)點都會同步消息以確保數(shù)據(jù)準確性.

具體計票過程如下:

1)首先,投票者審查自己的選票是否被記錄,若沒有,則可以提出申訴,要求智能合約添加自己的選票;

2)智能合約檢查投票記錄是否已經(jīng)存在;

3)智能合約將收到的選票密文與投票者列表ID進行對比,將未收到的選票視為棄權(quán)票;

4)統(tǒng)計選票,增加相應(yīng)候選者的票數(shù);

5)智能合約宣布投票結(jié)果,并共享給所有節(jié)點.

4 本文方案分析

4.1 安全性分析

為了評估所提電子投票方案的安全性,采用STRIDE威脅建模方法,分析系統(tǒng)受到的威脅.威脅建模讓我們從攻擊者角度去思考問題,更好地去分析每個組件是否可能被篡改、仿冒或是信息泄露等.威脅建模數(shù)據(jù)流圖如圖6所示.

圖6 投票方案數(shù)據(jù)流圖

分析建模報告可知本文方案面臨的威脅主要有欺騙攻擊、拒絕服務(wù)等.投票者和管理者可能會被攻擊者欺騙,在惡意節(jié)點上進行投票.這種情況需要惡意節(jié)點擁有超過全網(wǎng)51%的算力,可能性非常小.拒絕服務(wù)是指消耗資源或者服務(wù)、功能不可用.分布式的賬本數(shù)據(jù)庫,保證了即使某一節(jié)點受到攻擊,整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)仍能更新,不會丟失,但這帶來的資源消耗問題也是值得重視的.服務(wù)不可用情況一般是負載均衡沒有做好,本方案屬于小規(guī)模投票,不存在訪問壓力過大情況,一般不會出現(xiàn).區(qū)塊鏈的去中心化有效保障了節(jié)點安全,但我們需要足夠多的節(jié)點來保護網(wǎng)絡(luò),否則也會增加51%的攻擊風(fēng)險.本方案的設(shè)計是為了實現(xiàn)加密傳輸選票并能自動正確計票,從這一角度來看,安全性還是可以得到保證的.

下面對方案的其他屬性進行簡要分析:

1)合法性:結(jié)合了基于Elgamal的強盲簽名算法的投票方案,利用盲簽名的不可偽造性,任何非法人員都無法獲得身份授權(quán),有效維護了投票者身份的合法性.

2)完整性:由于區(qū)塊鏈不可篡改的特性,在所有選票被發(fā)送到智能合約后,任何人都不能對其進行修改和刪除,并且這一過程是所有節(jié)點共同監(jiān)督的.由基于Elgamal的強盲簽名算法可知,投票者的私鑰不泄露情況下,他人無法進行冒充投票.

3)可驗證性:本方案提供了公開驗證投票過程的機會,根據(jù)智能合約公布的總票數(shù)份額,以及給投票者發(fā)送的簽名認證,對等節(jié)點或任何人都可以監(jiān)視正在發(fā)生的投票活動,每位投票者都可以查看自己的選票是否被統(tǒng)計.

4)隱私性:強盲簽名和哈希函數(shù)的存在使得任何人都不知道原始消息m,保護了選票隱私,即保護了候選者隱私.采用一次性不可鏈接地址,使任何人不可逆推公鑰對(A,B),保護了選票接收者的隱私.

5)匿名性:投票者在投票過程中,利用接收者公鑰對選票進行加密,利用自身私鑰對選票簽名,除了投票者本人,任何人都不能將投票者的身份信息和簽名、加密選票間建立聯(lián)系,即實現(xiàn)了投票者匿名.

6)公正性:在到達規(guī)定的投票結(jié)束時間時,智能合約開始自動執(zhí)行計票,無需第三方機構(gòu)參與,并只對有效選票進行統(tǒng)計,投票結(jié)果無法被任何人或機構(gòu)知道,滿足了公正性.

7)唯一性:注冊階段,每個投票者會生成一個唯一的隨機數(shù)作為標(biāo)識,在后續(xù)投票中,如果重復(fù)計算了隨機數(shù),就認為該投票者重復(fù)投票,是無效的.基于Elgamal的強盲簽名算法確保了一個投票者只能簽名一次,只能進行一次投票,滿足了唯一性要求.

8)穩(wěn)健性:整個計票過程由智能合約完成,投票時間截止后,將不再接收選票.選舉結(jié)果在公布在公告欄,任何人都無法修改投票最終結(jié)果.區(qū)塊鏈共識機制使得所有對等節(jié)點同步消息,且投票不可篡改,投票過程滿足穩(wěn)健性要求.

4.2 對比分析

本節(jié)將該方案與文獻[14]和文獻[15]提出的方案進行定性對比分析,結(jié)果如表2所示.

表2 不同電子投票方案對比分析

文獻[14]利用分布式Elgamal算法對已有的安全電子投票方案進行了改進,有效隱藏了傳輸矩陣中的數(shù)據(jù),使得串謀者無法得到傳數(shù)矩陣中的具體數(shù)值,有效保護了選票隱私,實現(xiàn)完全保密性.方案的不足是仍要求第三方計票機構(gòu)絕對.文獻[15]提出了基于區(qū)塊鏈的電子投票方案,方案中利用了分布式Elgamal加密體制和零知識證明協(xié)議,保證了選票內(nèi)容的安全傳輸,保證了投票者及選票內(nèi)容的合法性,有效防止重復(fù)投票.但方案可能會泄漏候選者的隱私,也沒有考慮到大規(guī)模投票場景.和上述兩種電子投票方案對比,本文方案取消了傳統(tǒng)方案中的計票第三方,滿足了區(qū)塊鏈去中心化的特性,避免了計票機構(gòu)的欺騙行為,保護了投票者和候選者的隱私.

5 性能分析

本方案的性能分析實驗在本地以太坊私有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上進行,系統(tǒng)為ubuntu 18.04.

為了驗證方案的正確性與有效性,通過調(diào)試不同數(shù)量的投票者,在不同數(shù)量的候選者情況下,對計票時間進行統(tǒng)計,結(jié)果如圖7所示.可以看出,計票時間與投票者數(shù)量基本呈線性相關(guān),即隨著投票者數(shù)量的增多,計票時間也相應(yīng)地增加,候選者數(shù)量的不同對計票耗時無較大影響,因此本文方案能夠滿足基本投票場景要求.

圖7 不同投票者數(shù)量下計票時間對比

為了驗證計票效率,將本文方案與文獻[14]和文獻[15]方案在相同數(shù)量候選者、不同數(shù)量投票者情況下所用計票時間進行對比,結(jié)果如圖8所示.圖8表明隨著投票者數(shù)量增多,方案所用時間都相應(yīng)地增多,但時間差卻逐漸增大.本文方案計票耗時相較于文獻[14]和文獻[15]來說,整體較少,計票效率有一定提高.

圖8 不同電子投票方案計票時間對比

為了驗證方案的匿名性,以條件熵[16]作為評價指標(biāo),來表示不確定度.由于候選者的支持者肯定會將票投給該候選者,這里指的是保持中立的投票者的匿名性.將投票者匿名性定義為投票者選擇的不確定性,這樣就可以用條件熵來量化匿名性.

簡化投票模型,假定只有兩個候選者P1、P2,得票數(shù)分別為p1、p2,保持中立的投票者數(shù)量為d,則三者之和即為投票者總數(shù).下面給出當(dāng)投票者組成為P1:P2:d=1:1:2時,條件熵與投票者數(shù)量的關(guān)系.H(X|Y)表示投票結(jié)果只公布勝出者,不公布各候選者具體得票數(shù)情況下的條件熵;H(X|Z)表示宣布各候選者具體得票數(shù)情況下的條件熵.實驗結(jié)果如圖9所示.

圖9 投票者匿名性與投票者數(shù)量的關(guān)系

計票結(jié)果未公布時,投票者完全匿名,即條件熵為1.由圖9可以看出,公布計票結(jié)果,使得投票者的匿名性降低.隨著投票者數(shù)量的增加,即投票規(guī)模越大,投票者匿名性越高.H(X|Y)與H(X|Z)始終存在差值,即在公布所有候選者得票數(shù)情況下,投票者身份更易泄漏,匿名性更低,這也是符合常理的.在電子投票中,為了保證投票者匿名性,有時可以選擇不公布各候選者的得票數(shù),公布結(jié)果的方式可以根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整.

6 結(jié)束語

本文通過分析區(qū)塊鏈的底層密碼學(xué)原理,結(jié)合基于Elgamal的強盲簽名算法和不可鏈接支付技術(shù),提出了一種可公開驗證的匿名電子投票方案.智能合約的存在,允許在沒有可信第三方的基礎(chǔ)上完成選票的統(tǒng)計,提高了計票效率,并能對欺騙行為進行檢測.區(qū)塊鏈技術(shù)確保各節(jié)點共同維護賬本信息,降低了傳統(tǒng)中心機構(gòu)對數(shù)據(jù)的絕對控制權(quán),同時可以避免因中心機構(gòu)故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問題.方案滿足電子投票的基本安全性需求,實現(xiàn)了較好的匿名性,在計票效率上有一定程度的提高,符合實際投票場景需求.

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