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一种基于变色龙签名的电子选举机制 　　摘 要：本文分析当前电子选举的基本要求，针对目前电子选举方案中存在的选票碰撞及伪造选票问题，提出了一种基于变色龙签名的电子选举机制，通过双线性映射实现变色龙签名，进而定义电子选举方案，证明了所提方案具备不可否认性、不可传递性、非交互性的安全特性，有效增强了电子选举的安全性和实用性。 　　关键词：电子选举；变色龙签名；双线性对 　　中图分类号：TN918.1 　　电子选举是密码学在电子政务中的一个非常重要的应用，它以密码学技术为基础，通过计算机和网络来完成整个选举过程。与传统人工选举比较，电子选举具有节省资源、安全公正、高效实时等优点。投票人可以通过互联网用任何一台计算机进行投票，节省大量人力物力。 　　电子选举研究始于上个世纪80年代，提出的典型电子选举方案，如Chaum提出的“Untraceable Electronic Mail，Return Addresses，and Digital ‘Pseudonyms’”[1]。Cohen和Fisher[2]提出了一个基于数论中平均剩余困难问题的集中式电子选举方案。该方案能够实现认证性并具有健壮性，但是在实际运用中无法避免权利机构作弊。enaloh和Yung[3]运用分布式计算和密码技术对上述方案进行改进，分散权利机构的权利，在一定程度上提高了安全性，但当所有权利机构合谋作弊时，仍存在作弊安全性问题。1992年，A.Fujioka等提出了一个能够适用于大规模选举活动的电子选举方案FOO[4]。此方案易于实现，网络通信量小，保证了选票的秘密性和选举的公平性。但该方案的缺点是无法避免选票碰撞问题，缺乏对投票者以及计票人的有效监督，并且不允许投票者弃权。叶炜等人提出了一个解决弃权问题和选票碰撞问题的选举方案[5]，保证了选举的公平性。张碧军等提出一个基于代理盲签名的电子选举方案，该方案具有更好的安全性和高效性，但不适用于大规模电子选举[6]。随着电子选举更广泛的应用，设计安全、实用、高效的电子选举方案，保证选举的安全性、公正性，仍是密码技术应用中具有挑战性的工作。 　　1 变色龙签名 　　变色龙签名是由Krawczyk和Rabin[7]首先提出的。一个变色龙签名方案由一个普通的签名方案和一个变色龙哈希方案构成。变色龙签名具有不可否认性、不可传递性、面向特定的接收者、不可伪造性、匿名性等特性。 　　变色龙签名的过程包括一下步骤： 　　（1）变色龙哈希函数及其公钥和私钥的生成，其中公钥和私钥是由签名的接收者根据一个特定的算法生成的，在这里，私钥是一个随机值，每次使用都不一样，防止有人窃取私钥，用来保证签名的安全性，公钥可以由私钥按照公式计算得出。（2）签名者生成其公钥和私钥，私钥必威体育官网网址，公钥公开。（3）签名者计算被签名消息的哈希值。（4）签名者使用他的签名私钥对生成的变色龙哈希值签名，生成变色龙签名。（5）接收者验证签名的真伪性。 　　2 相关定义 　　2.1 双线性映射及相关困难问题 　　4 性能分析 　　4.1 机制的优势 　　本文采用基于身份的变色龙签名方法，有效的避免了传统PKI中的密钥分配问题。通过对每一张选票编号，使选票具有唯一性，避免了选票碰撞问题的发生，验票中心虽然掌握着陷门信息，可以伪造选票，但是，它无法向任何第三方证明选票的有效性，因此，在一定程度上避免了权利机构伪造选票现象的发生，是一个很实用的电子选举机制。 　　4.2 机制安全性分析 　　命题1：当投票者和验票中心因为选票的有效性发生争执时，此机制满足不可否认性。 　　命题2：当验票中心展示伪造的选票时，没人相信选票的有效性，此机制满足不可传递性。证明：由于验票中心掌握着主密钥，因此，他很容易就能够找到与原始消息M不同的另外一条消息M’，因此，验票中心无法向任何第三方证明签名的有效性。 　　命题3：当验票中心想要伪造选票时，此机制满足不可伪造性。证明：验票中心收到投票者的选票之后，可以利用自己掌握的主密钥去伪造选票内容，但是，选举结束之后，计票中心会对选票结果进行公布，而每一位投票者都可以对结果进行验证，一旦验票中心伪造了选票，必然会被投票者发现，因此，验票中心即使掌握了主密钥，也无法伪造选票内容，保证了选举的安全性和公平公正。 　　5 结束语 　　本文在变色龙签名的基础上设计了一种基于变色龙签名的电子选举机制。该方案利用发放唯一投票编号的技术，解决了选举过程中的选票碰撞问题，利用变色龙签名的不可否认性，不可伪造性，不可传递性等性质，较好的解决了选票的伪造问题，是一个较为适用的电子选举方案。 　　参考文献： 　　[1]DChaum，UntraceableElectronicMail，ReturnAddresses，andDigit