23、在线投票程序的向量选票方法

在线投票程序的向量选票方法

1. 引言

在网络加密安全选票选举中，主要有三种基本范式：
- 基于混合网络（Mix - Networks） ：计票官员在处理选票时，会对选票进行置换并改变其表示形式（如部分解密）。尽管过去20年里有许多改进设计，但在实际应用中，这种方法在完全稳健形式下（即证明洗牌正确性）的计票过程仍然较慢。
- 基于同态加密（Homomorphic Encryption） ：选票先被加密，然后通过同态加密方案“压缩”成计票结果。这种压缩特性使计票快速，但纯“可压缩”的同态加密不适合处理手写选票，因为手写选票内容可能无冗余，压缩会破坏信息。
- 基于盲签名（Blind Signatures） ：选民通过盲签名方案从当局获得认证的秘密选票，可嵌入任何形式的选票（包括手写选票）。不过，该方法需要在选民和计票当局之间建立匿名通道以隐藏选民身份，且不支持普遍可验证性。

近年来，人们对使用计算机设备进行投票程序的兴趣日益增加。Rivest提出能否在基于同态加密的选举中纳入手写选票，同时保持其优势和计算收益。这引发了一个更普遍的问题，即是否可以将这些加密范式在单一用户界面下结合起来，以保留各自的优势并获得更多收益。

2. 带手写选票的同态向量选票

为了解决允许手写选票的问题，我们提出了“向量选票”的设计。每个用户投出的向量选票可以是常规（预定候选人）选票或手写选票，且两种情况下外部表示难以区分。

然而，这种设计带来了选票有效性和一致性的新问题。为此，我们引入了可证明一致的向量选票编码概念，确保选