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根据现代社会对事务处理高效、便捷的要求,传统纸质选举方式已经满足不了现代选举的需求,计算机技术飞速发展以及网络环境的完善,使得以计算机网络技术为基石的电子投票应运而生,但是人们对电子投票的概念步入了一个误区:电子投票是依靠计算机网络技术完成的无纸化投票系统。严格的电子投票定义最早是由Chaum提出来的,即以密码学为基础,通过网络完成投票,并且安全的电子投票方案应满足以下几个基本特征:合法性、健壮性、公正性、匿名性、完备性。根据最近的研究还加入了无收据性、抗强制性、不可买卖性等特性,使电子投票概念逐步得到完善。目前已有很多网上投票系统投入使用,但是这些投票系统不能说是严格意义上的电子投票,它们的协议中存在很多不足,功能有待进一步完善。例如:投票方为增加候选方选票,进行重复投票;身份认证方法单一;选票在传输时无法得到传输正确性的验证;计票过程对投票者是非透明的,投票者不能确认计票结果的正确性;申诉阶段容易泄漏投票方的个人信息;不允许投票者从同一IP地址发送选票,这就限制了多个投票者使用同一台机器,给投票者带来了很大的不便。本文研究的重点有三个部分:第一部分,根据不同身份认证方案的特点,结合电子投票的自身特征,进行下列应用分析:(1)身份证书认证、口令认证、智能卡认证和生物认证的基本概念和设计原理;结合电子投票的设计要求,从安全性、可行性以及实现代价来说明以上几种认证的优缺点。(2)详细介绍现今身份证书认证的具体模型;利用身份证书解决电子投票中身份验证问题;描述身份证书在电子投票协议中的应用优势,同时,结合电子投票的设计要求,着重阐述在不同的应用环境、信道假设、参与方诚实性和恶意攻击的情况下,身份证书认证的不足和安全隐患。(3)简单介绍四种常见的OTP认证协议;利用OTP认证的一次性和动态性,将OTP模型应用于电子投票协议中,能较好的实现电子投票在网络环境下的身份认证。但是OTP在电子投票中也会产生重复投票和无法双向认证的不足。第二部分,提出了基于增强型一次性口令认证的电子投票方案。该方案有以下特点:(1)设置了一种新的认证结构,利用身份证书的唯一性与增强型一次性口令的动态性相结合,完成投票方的身份认证。(2)注册机构和认证机构对投票信息有效性进行共同判定,防止投票方重复投票。(3)在公开验证阶段,利用增强型一次性口令进行秘密申诉,不仅能保证合法投票被正确计票,还能防止投票方的私有信息在申诉时被泄露。第三部分,提出了基于点包含协议的电子投票方案。该方案有以下特点:(1)在电子投票中引入了点包含判定工具,利用平面上的坐标点(x,y)作为赞成/反对票,为电子投票提供了一种新的选票形式。该选票在计票时便于计算,避免了过多的加/解密运算,从而也提供一种新的计票方式。(2)结合时限承诺协议的特点,设置了权限公告板。在不同的电子投票阶段,权限公告板显示不同的投票信息,结合参与方不同的管理权限,实现了不同参与方拥有不同选举信息的功能,防止了私有信息的泄露。(3)利用随机数干扰运算(x’,y’)=(x+r,y+r)实现了电子投票的抗强制性和无收据性,为电子投票中无收据性要求提供了新的解决方法。