51、恶意选民计算机下的电子投票完整性保障

恶意选民计算机下的电子投票完整性保障

1. 背景与挑战

挪威计划在未来几年内推行电子投票，允许选民通过互联网使用自己的计算机进行投票。然而，选民计算机的安全性成为电子投票面临的严重威胁。此前，针对恶意投票服务器的电子投票安全研究已有不少成果，这方面的问题在一定程度上得到了解决。但当无法信任选民计算机时，保障投票的隐私和完整性变得极为困难，这也成为电子投票在现实中实施的主要障碍之一。

在恶意选民计算机的情况下，实现投票隐私似乎会影响可用性。因为选民输入计算机的值不应泄露其偏好的候选人，这通常意味着要输入一个伪随机代码，但安全可靠地将代码交付给选民存在困难，且这种方式也会影响用户体验。在挪威，让选民获取随机值并使用自己的程序验证密文正确性的方案并未被考虑。

2. 研究贡献

我们的研究表明，在恶意选民计算机存在的情况下，无需大幅改变用户体验，也不必保证随机代码（如安全硬件令牌）100%交付，就有可能保障电子投票的完整性。具体而言，我们构建了一个加密协议，选民在将投票输入计算机后，会获得一个相对较短的完整性检查代码。凭借这个检查代码，选民可以验证自己投票的完整性。与不安全的类似系统相比，这是投票体验中唯一的改变，选民无需输入长代码，用户界面也无需特别复杂。而且，检查代码的交付和验证并非强制要求，对电子投票安全性存疑或不信任自己计算机的选民可以采取额外措施获取代码并进行验证。

3. 组织假设

为实现上述目标，我们提出了一些组织假设，并得到了挪威电子投票项目官员的认可。
- 公共密钥基础设施 ：挪威正在并行实施国家公共密钥基础设施。到2011年，该基础设施可用于电子投票项目中选