摘要：随着互联网的普及,电子投票技术逐渐替代传统纸质投票技术。然而,传统的电子投票方案主要针对一人一票制来设计方案,在一些特殊的投票场景下,一人一票制投票方式不再适用。例如,投票者不具备专业知识却也需要投票的场景,投票者由于不能理解选举的内容而消极投票,造成选举结果不专业和不公正等问题。此外,传统的电子投票技术还存在选举过程不透明和选票不可验证等问题。针对上述问题,文章提出一种基于区块链和SM9数字签名的代理投票方案。该方案首先使用区块链技术解决选票的全局可验证问题,其次使用零知识范围证明技术解决恶意选票值的问题,然后利用基于椭圆曲线的改进ElGamal算法的同态性质实现选票加密和自计票功能,最后使用SM9数字签名算法和变色龙哈希函数设计的代理投票凭证实现投票权的转让过程。通过安全性分析,证明了文章所提方案满足鲁棒性、合法性、机密性、全局可验证性和公平性。理论分析和实验数据表明,文章所提方案性能良好,适用于需要专业知识场景下的选举。

摘要：虽然Camenisch等(ASIACRYPT 2008)和Bünz等(SP 2018)设计的范围证明协议均能有效降低计算开销和通信代价,但这些协议均是基于公钥基础设施(PKI)体系的密码系统实现的,需要证书授权中心(CA)维护管理用户公钥证书(包括证书的颁发、撤销等),随着用户数量的线性增长,将造成高昂的证书管理开销。虽然目前已有基于身份基SM2的范围证明协议可以解决证书管理问题,但仍未存在基于SM9的范围证明协议,主要挑战是针对SM9数字签名的密钥和签名格式,设计适配的盲化技术和零知识证明协议。为了丰富范围证明协议的国产化设计,本文构造了基于SM9数字签名算法的集合关系证明协议,并进一步设计了数值范围证明协议,在避免基于PKI体系下证书管理巨大开销的情况下,保持与Camenisch等(ASIACRYPT2008)提出的协议相同的安全性、通信代价和计算开销。