FASTEN: Fair and Secure Distributed Voting Using Smart Contracts
自17世纪以来，通过投票选举民主代表一直是一种常见的机制。然而，这些机制引起了人们对公平性、隐私、选票隐藏、计票的公平计算以及代表他们为选民投票的代理人的关注。选票投票，以及最近通过电子投票机（EVM）进行的电子投票，通过依赖集中信任来提高公平性。基于同态加密的投票协议也保证公平性，但不能扩展到大规模选举，如总统选举。在本文中，我们利用区块链技术的分布式信任，提出了一个基于智能合约的协议，即\proto。有许多现有的协议使用智能合约进行投票。我们观察到，这些要么是不可扩展的，要么是在投票阶段泄漏选票，即，不提供投票隐藏。与此相反，我们表明，FASTEN保护选民的隐私，确保投票的隐蔽性，不变性，并避免重复投票。我们证明，隐私泄露的概率是可以忽略不计的小。此外，我们在以太坊上执行FASTEN的成本分析与大多数现有的选举成本相当。
2021-02-21 cs.CR
An Improved E-voting scheme using Secret Sharing based Secure Multi-party Computation
电子投票系统（EVS）与许多现有的投票方案相比具有潜在的优势。准确性和可靠性是这些系统中的主要关注点。EVS随着技术的进步而不断发展。随着资源的可重用性，它是廉价和有效的。快速和准确的计算结果与选民隐私是额外的优势。在所提出的系统中，我们使用秘密共享技术和安全多方秘密共享是安全计算的一项重要技术。多重参与方计算通常是通过秘密共享来实现的，即通过对输入进行共享并操纵共享来计算输入的典型函数。所提出的系统利用了按位表示的投票，并且只有共享用于传输和计算结果。安全和计算可以使用Shamir秘密共享方案分配的共享来完成。因此，该方案是安全可靠的，并且不需要为了保证安全性，我们不做任何数论假设，并提出了一种计算候选人个人选票的方法。
2015-02-26 cs.CR
STAR-Vote: A Secure, Transparent, Auditable, and Reliable Voting System
在她的2011年EVT/WOTE主题演讲中，特拉维斯县，得克萨斯州县书记达纳DeBeauvoir描述了她希望在她的理想选举制度，以取代现有的DREs的质量。作为回应，2012年4月，作者与DeBeauvoir和她的工作人员合作，共同设计了STAR-Vote，这是一个具有DRE风格的人机界面和“腰带和吊带”可验证性方法的投票系统。它使用COTS硬件提供了书面记录和端到端加密。它旨在支持选票级别的风险限制审计，以及个人选民和观察员的审计。人机界面和流程是基于现代可用性研究。本文描述了STAR投票体系结构，它很可能是特拉维斯县和其他地方的下一代投票系统。
2012-11-08 cs.CR
Secure Remote Voting Using Paper Ballots
互联网投票可能是未来信息社会最重要的成就之一。它将对选举进程产生巨大影响，使其快速、可靠和廉价。然而，到目前为止，远程投票被认为是非常困难的，因为人们必须考虑到选民的PC对各种网络攻击的敏感性。因此，大部分的研究工作都投入到开发投票站电子投票的协议和机器上。虽然这些解决方案产生了良好的效果，但由于安全平台的问题，它们不能直接用于互联网投票。然而，他们使用的加密组件可能非常有用。本文提出了一种基于混合网和同态加密相结合的方案，借鉴了健壮的投票站投票，以及推荐的远程投票技术-代码表和测试选票。该协议试图通过让投票人负责手动加密他的投票来最大限度地减少对投票人PC的信任。为了实现这一点，选民获得一张纸质选票，允许他通过执行简单的操作（在表中查找）来扰乱投票。纸质选票的创建以及选票的解密由一组合作的可信服务器执行。因此，该方案的特点是强非对称性-所有计算都在服务器端进行。因此，它不需要任何额外的硬件在选民的一方，并提供分布式信任，收据自由和可验证性。
2008-04-15 cs.CR
CARVY-FL: Client Anticlustering for Robust Voting in Provably Secure Federated Learning
The University of Tokyo（东京大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；RIKEN（理化学研究所）
针对联邦学习中基于投票的方法在非IID数据下认证准确率波动大的问题，提出CARVY-FL，通过客户端分布类型估计与反聚类提升投票鲁棒性，在多个数据集及攻击场景下均取得优于FLCert的性能。
2026-09-01 cs.CR
Breaching the Privacy of Israel's Paper Ballot Voting System
选举是自由民主国家的公民选择他们的管理机构的过程，通常通过投票。为了使选举真正诚实，人们必须能够自由投票而不受胁迫;这就是为什么投票通常以私下的方式进行。在本文中，我们分析了以色列以及世界其他几个国家使用的纸质选票投票系统所提供的安全性。我们提供了一种算法，该算法基于公开可用的信息，打破了参与这种选举的选民的隐私。在以色列收集的真实数据的基础上进行的模拟表明，我们的算法表现良好，并可以正确地恢复高达96%的选民的投票。
2016-08-29 cs.CR
Constant-Round Linear-Broadcast Secure Computation with Penalties
众所周知，比特币通过对敌对方施加金钱惩罚来实现安全计算的公平性。这种功能被称为带惩罚的安全计算。Bentov和Kumaresan（Crypto 2014）介绍了可以通过比特币实现的索赔或退款功能。他们实现了安全的计算与惩罚$O(n)$轮和$O(n)$广播的任何功能，其中$n$是党的数量。在此之后，Kumaresan和Bentov（CCS 2014）展示了一个恒定回合协议。不幸的是，该协议需要$O(n^2)$广播。据我们所知，没有协议实现基于比特币的$O(1)$轮和$O(n)$广播。这项工作在安全计算中实现了这样的效率，但没有惩罚。首先，我们展示了一个协议，在一个稍微宽松的设置称为安全计算与非等价的处罚。此设置与带惩罚的安全计算相同，不同之处在于每个诚实方接收的补偿大于预定量，而前一个设置要求每个诚实方接收相同量的补偿。也就是说，我们的设置允许诚实方的补偿是不等价的。此外，我们提出了一种技术，以消除我们的协议的非等价性，而不牺牲效率。然后，我们提出了一个新的理想功能，称为索赔退款或给予，可以通过比特币实现。
2022-06-24 cs.CR
A Quantum-Secure and Blockchain-Integrated E-Voting Framework with Identity Validation
本文提出一种结合量子安全和区块链的电子投票框架，通过Falcon签名和生物识别技术实现身份验证和防篡改，验证结果表明其在效率、可审计性和抗量子攻击方面的优势。
2025-11-20 cs.CR
Blockchain-Based Secure Online Voting Platform Ensuring Voter Anonymity, Integrity, and End-to-End Verifiability
本研究针对在线投票的隐私与安全顾虑，提出结合私有链存加密选票、公链锚定哈希及盲签名令牌保匿名的混合区块链投票模型，实现了原型并验证其可行性与实用性。
2025-09-30 cs.CR
Chirotonia: A Scalable and Secure e-Voting Framework based on Blockchains and Linkable Ring Signatures
在本文中，我们提出了一个全面的和可扩展的框架，建立安全的设计电子投票系统。投票的去中心化、透明性、确定性和不可篡改性由区块链上的专用智能合约授予，而投票者的真实性和匿名性则通过（可证明安全的）加密签名来实现。这些与适当的智能合约约束相结合，也可以防止双重投票。详细介绍了我们的设计，重点是它的安全保证和设计选择，使其能够扩展到大量的选民。最后，我们提出了一个概念验证的实现所提出的框架，作为开源。
2021-11-03 cs.CR cs.DC
Electric Democracy: Proof of Work to secure Elections
本文提出利用工作证明算法与其它安全机制构建零信任选举系统，以解决电子投票的安全问题，提升选举透明度与参与度。
2022-06-30 cs.CR
FALCON: Honest-Majority Maliciously Secure Framework for Private Deep Learning
Microsoft Research（微软研究院）；Algorand Foundation（Algorand 基金会）；Technion（以色列理工学院）；Princeton University（普林斯顿大学）；UC Berkeley（加州大学伯克利分校）
我们提出了Falcon，一个端到端的3方协议，用于大型机器学习模型的高效私人训练和推理。Falcon具有四个主要优点-（i）它具有高度的表达能力，支持VGG 16等高容量网络（ii）它支持批量归一化，这对于训练AlexNet等复杂网络非常重要（iii）Falcon保证了针对恶意对手的中止安全性，假设诚实的大多数（iv）最后，Falcon为协议设计提供了新的理论见解，使其高效并优于现有的安全深度学习解决方案。与现有技术的私有推理相比，我们平均比SecureNN（PETS'19）快8倍，与ABY 3（CCS'18）相当。我们的通信效率比这两者高出16- 200倍。对于私人培训，我们比SecureNN快6倍，比ABY 3快4.4倍，通信效率提高2- 60倍。我们在WAN环境中的实验表明，在大型网络和数据集上，计算操作主导了MPC的整体延迟，而不是通信。
2020-09-07 cs.CR cs.LG
Quantum-Enhanced Secure Approval Voting Protocol
本文提出一种融合量子原理、区块链与数字签名的量子投票协议，仅需$\log_2{n}$个量子比特支持n名候选人的赞成投票，并在IBM量子硬件上实现1.17%的低错误率，具备多项安全特性。
2024-06-28 cs.CR quant-ph
Design of Distributed Voting Systems
爱沙尼亚、挪威和澳大利亚等国开发了电子投票系统，可在个人电脑和互联网的帮助下实现议会选举。这些系统在设计和解决同一问题的方式上完全不同。在这篇论文中，我们分析了一些最大的现实世界中的系统，描述了他们的构建模块和他们的一般设计，专注于这些电子投票系统中可能存在的问题。此外，我们提出了一个电子投票系统的模板，我们设计的尝试，以满足一个安全的电子投票系统的特点和要求。我们使用现有系统的经验和构建块将它们组合到另一个更安全的系统中。之后，我们将我们的概念与现实世界的系统进行比较，以评估需求的满足情况。最后，我们讨论了在设计一个安全的系统时出现的问题。对等网络提供了许多优点，如分散化，这可能适用于电子投票系统。因此，我们来看看称为区块链的分布式数据库以及在点对点投票系统中的使用。我们对这个主题的贡献是修改了权益证明，它允许使用常见的设备，如智能手机或平板电脑，用于区块链验证和将新选票纳入链中。这种证明不需要太多的计算能力，并且比比特币协议中的工作量证明具有更低的碳足迹。
2017-02-08 cs.CR
Secure and Verifiable Electronic Voting in Practice: the use of vVote in the Victorian State Election
2014年11月的澳大利亚维多利亚州选举是世界上第一次在州一级的法定政治选举，在投票站部署了端到端可验证的电子投票系统。这是盲人选民第一次能够以可验证的方式进行完全无记名投票，也是第一次在政治选举中使用可验证的投票系统来收集远程选票。代码是开源的，选举的输出是可验证的。该系统从这些特定群体中获得了1121张选票，比2010年有所增加，但投票点较少。
2015-04-27 cs.CR cs.CY
Cyber-Risks in Paper Voting
考虑到最近发生的大量事件，纸质选票投票及其完全可审查的纸质痕迹通常被认为比电子投票更安全。在这项工作中，我们探讨了纸质投票的安全性，并表明，纸质投票，因为它是今天实施的，是令人惊讶的容易受到网络攻击。特别是，各国初步投票结果的汇总方法依赖于不安全的通信渠道，如电话、传真或不安全的电子邮件。此外，法规通常不强制要求使用安全信道传输初步结果。我们说明，初步结果，尽管其临时性质，可能会有一个严重的影响，在现实世界的决定，在3至30天的窗口，直到最终结果被宣布。利用这种差异的攻击者可以，例如，从股市操纵中获利或质疑选举的合法性。这项工作通过审查几个国家（爱沙尼亚、法国、德国、联合王国和美利坚合众国）的程序以及通过对瑞士的全面案例研究，系统地调查了纸质投票的网络风险。我们通过选举官员的询问来检查目前使用的传输系统。此外，我们通过分析初步和最终结果之间频繁的历史差异来说明攻击的可行性。考虑到我们的结果和最近关于德国和荷兰容易修改的初步结果的报道，我们推测其他国家也存在类似的弱点。
2020-11-26 cs.CR
CrypTFlow: Secure TensorFlow Inference
Microsoft Research（微软研究院）
我们介绍了CrypTFlow，这是第一个将TensorFlow推理代码转换为安全多方计算（MPC）协议的系统，只需按一下按钮。为此，我们构建了三个组件。我们的第一个组件Athos是从TensorFlow到各种半诚实MPC协议的端到端编译器。第二个组件Porthos是一个改进的半诚实三方协议，为类似TensorFlow的应用程序提供了显著的加速。最后，为了提供恶意安全MPC协议，我们的第三个组件Aramis是一种新技术，它使用具有完整性保证的硬件将任何半诚实MPC协议转换为提供恶意安全性的MPC协议。Aramis输出的协议的恶意安全性依赖于硬件的完整性和MPC的半诚实安全性。此外，我们的系统与明文TensorFlow的推理准确性相匹配。我们通过展示真实世界神经网络（如ResNet 50和DenseNet 121）在ImageNet数据集上的安全推理，实验证明了我们系统的强大功能，半诚实安全的运行时间约为30秒，恶意安全的运行时间不到2分钟。安全推理领域的先前工作仅限于小型网络在微小数据集（如MNIST或CIFAR）上的半诚实安全性。即使在MNIST/CIFAR上，CrypTFlow也优于先前的工作。
2020-03-19 cs.CR cs.LG cs.PL
A practical multi-party computation algorithm for a secure distributed online voting system
我们提出了一个在线投票架构的基础上划分的选举在小集群的选民，并使用一个新的多方计算算法获得投票结果的集群。该算法与其他已知算法相比具有一些实用优势，并且不受任何特定密码学概念的约束，因此可以适应未来的密码学需求。与其他在线投票技术相比，我们看到，鉴于没有任何敏感信息存储在任何公共服务器中，并且不需要任何受托人来维护选举过程的合法性，这种新架构不太容易受到黑客攻击和来自不诚实当局的攻击。即使在攻击成功的情况下，与整体选举相关的风险也远远低于任何其他投票系统。该架构还可以与任何其他投票系统相结合，继承两种系统的优点。
2016-03-14 cs.CR cs.DC
Exact, Efficient and Information-Theoretically Secure Voting with an Arbitrary Number of Cheaters
我们提出了三个无条件的隐私和正确性的投票协议，而不假设任何约束的腐败参与者的数量。所有协议都具有多项式复杂性，并且需要专用信道和同步广播信道。与以前提出的协议在这个模型中，我们提出的协议确定性输出准确的计数。我们的第一个协议是一个基本的投票方案，它允许选民进行交互，以计算计票。投票的隐私性是无条件的，因为无论不诚实的参与者的行为如何，都不能通过协议学习到在理想实现中无法学习到的东西。不幸的是，一个不诚实的参与者可以使协议中止，在这种情况下，不诚实的参与者仍然可以学习计数的结果。我们的第二个协议引入了投票当局，通过限制仅在选民和当局之间以及当局本身之间的交互来提高通信复杂性;同时广播也仅限于当局。在第二个协议中，只要一个权威是诚实的，隐私是无条件的，然而，一个腐败的权威或一个腐败的选民可以导致协议中止。我们的最终协议提供了一个保障，防止腐败的选民，使验证技术，允许当局撤销不正确的投票，而不会中止协议。最后，我们讨论了实现的同时广播信道使用临时计算的假设，产生我们的协议，实现永久的安全版本。
2010-11-23 cs.CR
Are Voters Willing to Collectively Secure Elections? Unraveling a Practical Blockchain Voting System
本文提出集体安全投票概念，设计并实现基于区块链的投票系统，结合阈值密码学与智能合约，用户测试显示选民参与意愿高，系统可行。
2025-10-09 cs.CR cs.DC
$Laoco\ddot{o}n$: Scalable and Portable Receipt-free E-voting Protocol without Untappable Channels
在大规模选举中部署远程在线投票时，选票购买和选民胁迫是迫在眉睫的威胁。胡萝卜加大棒的政策，会鼓励选民偏离诚实的投票策略，破坏民主选举。为了解决这个问题，许多投票协议提出了他们的解决方案与receipt-free的概念。然而，现有的无收据投票协议要么依赖于一些不切实际的假设，不可分割的通信信道，或者是沉重的选民端计算和二次计票复杂度的负担。本文提出了一种新的加密投票协议$Laoco\ddot{o}n$，该协议具有实用性强、重量轻的特点，适合于大规模在线选举。通过利用代理重新加密，我们的协议可以抵御投票购买攻击。在此基础上，本文引入了一个新的性质--候选人自适应性，即每个候选人都知道自己的实时票数，而不知道其他候选人的实时票数，也不购买选票。我们证明了我们的协议的正确性和评估的性能与实验结果。最后提出了一些有待进一步研究的问题。
2019-05-14 cs.CR
High-Throughput Secure Multiparty Computation with an Honest Majority in Various Network Settings
本研究针对安全多方计算的网络异构性与计算复杂度问题，提出基于环的新型3PC和4PC协议，在保持最优通信复杂度的同时大幅提升吞吐量，性能远超现有框架。
2025-05-21 cs.CR
Towards Verifiable Remote Voting with Paper Assurance
我们提出了一个协议，可验证的远程投票与纸张的保证。它的目的是扩大现有的邮政投票程序，允许选票以电子方式构建，打印在纸上，然后在邮件中返回。它允许每个选民核实他们的选票是否被选举委员会正确投票、记录和统计。该系统不是端到端可验证的，但确实允许选民检测控制投票设备或（邮政服务和选举委员会）但不是两者的对手的操纵。协议不是没有收据的，但是如果客户诚实地遵循协议（包括可能记住所有内容），他们随后就无法证明他们是如何投票的。我们的建议是第一个将普通纸张保证与加密验证（被动）收据自由的方式相结合。
2021-11-09 cs.CR
A Quantum-Secure Voting Framework Using QKD, Dual-Key Symmetric Encryption, and Verifiable Receipts
本文提出融合 QKD、双密钥对称加密与可验证收据的量子安全投票框架，并通过 MQTT 模拟量子与经典信道，验证其低延迟、低错误率的高效大规模投票处理能力。
2025-10-03 cs.CR quant-ph
Fusion: Efficient and Secure Inference Resilient to Malicious Servers
针对安全机器学习推理中恶意服务器可能偏离协议、使用低质量模型的问题，提出Fusion框架，通过混合公开样本与待查询样本的多方计算强制服务器诚实，在效率和通信开销上均优于现有方案。
2023-06-10 cs.CR
Secure Arithmetic Computation with No Honest Majority
我们研究了有限环上安全评估算术电路的复杂性。这个问题的动机是自然的安全计算任务。我们的主要目标是：（1）只对环操作和标准密码原语进行黑箱调用，（2）最小化此类黑箱调用的数量以及通信开销。我们提出了几种解决方案，其不同的效率，一般性和潜在的棘手的假设。这些措施包括：1. OT-混合模型中的无条件安全协议，其使用任意环$R$的黑盒，但是其中环操作的数量随着$\log|R|$（上界）线性增长。2. OT-混合模型中的计算安全协议，该模型使用底层环的黑盒，并且其中环操作的数量不随环的大小而增长。这些结果扩展了Naor和Pinkas用于安全多项式评估的先前方法（SIAM J. Comput.，35（5），2006）。3.环$\mathbb{Z}_m=\mathbb{Z}/m\mathbb{Z}$的一种协议，它只使用同态加密方案的黑盒。当$m$是素数时，电路的每个门对加密方案的调用（分摊）次数是恒定的。事实上，我们所有的协议在OT混合模型中都是UC安全的，并且可以推广到具有任意数量恶意方的多方计算。
2008-11-08 cs.CC cs.CR
Collusion-Resistant Worker Set Selection for Transparent and Verifiable Voting
当分布式协议的多个恶意参与者一起破坏或监视诚实的参与者时，就会发生共谋。去中心化协议通常依赖于称为工作者的参与者子集进行关键操作。工作者之间的共谋可能对协议的安全性特别有害。我们提出了两个协议，选择一个子集的工人从一组参与者，使工人勾结在一起的概率最小化。我们的第一个解决方案是一个去中心化的协议，它以可验证的方式随机选择工人，而不需要任何可信实体。第二种解决方案是一种算法，该算法使用参与者的社交图和社区发现来选择社交距离较远的工人，以降低共谋的概率。我们在Schiedermeier等人提出的分散式投票协议的背景下提出了我们的解决方案。[24]保证了透明度和可验证性。为了确保民主投票，实现抗共谋显然是至关重要的，因此投票协议为我们的解决方案提供了一个合适的用例。
2022-06-15 cs.CR
Secure and Scalable Blockchain Voting: A Comparative Framework and the Role of Large Language Models
针对区块链电子投票落地面临的可扩展性、算力、隐私等挑战，本文提出比较框架分析主流共识模型的局限并给出优化策略，同时探索LLM在相关环节的新作用，为全国级安全可扩展的智能区块链投票系统及原型构建提供基础。
2025-10-02 cs.CR cs.SE
Blockchain-based decentralized voting system security Perspective: Safe and secure for digital voting system
Meerut Institute of Engineering and Technology（密拉特工程技术学院）
这项研究主要集中在基于区块链的投票系统上，该系统有助于选民、候选人和官员参与和管理投票。因为我们在后端使用了区块链，这使得每个人都可以追踪投票欺诈，我们的系统非常安全。本文的方法将产生任何唯一的识别Aadhar卡号或OTP，然后用户可以利用投票系统投他/她的票。比特币是一种虚拟货币系统，由中央权威机构决定，用于生产货币，转移所有权和验证交易，包括区块链系统中的点对点网络，分类账在几个相同的数据库中复制，这些数据库由不同的过程托管和更新，如果对一个节点进行更改并发生交易，则所有其他节点都会同时更新，价值和资产的记录是永久交换的，只有用户和系统需要验证，不需要其他认证。如果在基于区块链的系统上进行的任何交易都可以在几秒钟内完成，同时仍然是安全的，可验证的和透明的。虽然区块链技术是比特币和其他数字货币的基础，但它也可以广泛应用，大大减少许多其他部门的困难，投票是一个缺乏安全性，集中权威，管理问题等的部门，尽管交易是以分布式和安全的方式进行的。
2023-03-11 cs.CR cs.LG
Efficient Three-party Computation: An Information-theoretic Approach from Cut-and-Choose
据我们所知，从切割和选择安全计算的文献集中在实现对恶意对手的计算安全。目前还不清楚切割和选择的想法是否可以适用于信息理论安全的安全计算。在这项工作中，我们探讨的可能性，使用切割和选择在信息论设置的安全三方计算（3PC）。以前的工作3PC主要集中在半诚实的情况下，是由观察到的多方计算（MPC）的真实字部署似乎涉及几方的动机。我们提出了一个新的协议，信息理论上安全的3PC容忍一个恶意方欺骗概率$2^{-s}$使用$s$运行的电路计算的切割和选择范例。我们的协议的计算成本基本上是只有一个小常数比国家的最先进的3PC协议对半诚实的腐败，而它的通信轮大大减少相比，其他恶意安全的3PC协议在信息理论的设置。
2019-08-10 cs.CR
Quantum-enhanced Logic-based Blockchain I: Quantum Honest-success Byzantine Agreement and Qulogicoin
本文提出了一种基于量子增强逻辑的区块链框架，提高了量子安全区块链的效率和能力。通过使用一种新的量子诚实成功的拜占庭协议来代替传统的拜占庭协议，提高了效率;通过在事务的语法中加入量子保护和量子证书，提高了功耗。我们基于量子安全逻辑的区块链已经可以通过当前的技术实现。在我们的区块链中创建和转移的加密货币称为qulogicoin。将量子保护和量子证书引入区块链，使得利用区块链克服某些量子密码协议的局限性成为可能。作为一个例子，我们证明了在我们的区块链和qulogicoin的帮助下，可以克服欺骗敏感的量子比特承诺协议的一个显著缺点。
2018-07-16 cs.CR quant-ph
From Fairness to Full Security in Multiparty Computation
在安全多方计算（MPC）环境中，一组互不信任的多方希望联合计算一个函数，同时保证其输入的隐私性和输出的正确性。如果没有敌手可以阻止诚实方获得其输出，则MPC协议被称为\emph{fully secure}。如果攻击者可以提前中止计算，则称为\emph{fair}，但是，仅在学习任何新信息之前。我们提出了从公平计算到完全安全计算的高效转换，假设诚实方的比例是恒定的（例如，当事人的$1\%$是诚实的）。与以前的转换，需要线性调用（在党的数量）的公平计算相比，我们的转换需要超对数，有时甚至是超常数，这样的调用。其主要思想是将计算委托给随机选择的委员会，这些委员会调用公平计算。除了提高安全性的好处外，减少政党的数量也是有用的，因为只有委员会成员需要工作，而其余的政党只需通过广播频道“收听”计算。
2021-05-06 cs.CR
Towards Secure Decentralized Applications and Consensus Protocols in Blockchains (on Selfish Mining, Undercutting Attacks, DAG-Based Blockchains, E-Voting, Cryptocurrency Wallets, Secure-Logging, and CBDC)
本文研究了区块链和去中心化应用的安全性问题，提出安全参考架构、共识安全、钱包安全、e-投票协议及安全日志记录改进方案，提升区块链系统的整体安全性。
2025-12-15 cs.CR cs.DC cs.GT
Fear Not, Vote Truthfully: Secure Multiparty Computation of Score Based Rules
我们提出了一个安全的投票协议的评分为基础的投票规则，独立的talliers执行理货程序。该协议输出获胜的候选人，同时保护选民的隐私和选票的保密性。它提供了完美的保密性，在这个意义上，除了期望的输出，所有其他信息-选票，中间值，以及每个候选人收到的最终分数-不会向任何一方透露，包括计票人。这种完美的保密性可以增加选民的信心，从而鼓励他们根据自己的真实偏好投票。该协议是非常轻量级的，因此它可以很容易地部署在现实生活中的投票场景。
2022-01-27 cs.CR cs.HC
Improving Automated Symbolic Analysis for E-voting Protocols: A Method Based on Sufficient Conditions for Ballot Secrecy
我们通过引入三个条件来推进电子投票协议的自动符号分析，这三个条件加在一起足以保证投票的保密性。与现有的自动化方法相比，使用我们的条件有两个主要优点。首先是可以自动分析的协议和威胁模型的类别的实质性扩展：我们可以系统地处理（a）不同阶段存在的诚实当局，（b）没有不诚实选民的威胁模型，以及（c）投票保密依赖于来自其他阶段的新数据的协议。第二个优点是它可以显著提高验证效率，因为单个条件通常更容易验证。例如，在一个示例中，对于LEE协议，我们获得了超过两个数量级的加速比。我们使用ProVerif在几个案例研究中，包括FOO，LEE，JCJ和Belenios，我们的方法的范围和有效性。在这些案例研究中，我们的方法没有产生任何错误的攻击，这表明我们的条件是严格的。
2019-03-15 cs.CR
Secure Two-Party Feature Selection
在这项工作中，我们研究如何安全地评估交易数据的价值，而不需要可信的第三方。我们专注于分类这一重要的机器学习任务。这使得我们提出了一个可证明安全的四轮协议，该协议计算要交易的数据的价值，而不会将数据泄露给潜在的收购方。理论结果表明，所提出的协议的一些重要属性。特别是，我们证明了该协议的安全性诚实，但好奇的对手模型。
2019-01-03 cs.CR
Efficient Simulation of Quantum Secure Multiparty Computation
针对现有量子安全多方求和协议采用$(n,n)$门限存在的安全与效率问题，提出基于$(t,n)$门限、结合经典与量子特性的QSMS协议，仅需t个诚实参与方即可完成计算，更经济实用且安全。
2025-01-17 cs.CR quant-ph
Characterization of Secure Multiparty Computation Without Broadcast
密码学研究中的一个主要挑战是描述执行给定密码任务所需的必要和充分假设。这项工作的重点是一个广播信道的必要性，安全计算对称功能（所有各方收到相同的输出）时，三分之一的缔约方，或更多，可能会被损坏。假设所有各方都通过对等网络连接，但没有广播信道（也没有一个安全的设置阶段）是可用的，我们证明了以下特征：1）对称$n$ -党的功能可以安全地计算面临$n/3\le t<n/2$腐败（\ie诚实多数），当且仅当它是\emph{$(n-2t)$-dominated} ;一个功能是$k$主导的，如果\emph{any} $k$大小的子集，它的输入变量可以被设置为\emph{determine}它的输出。2)假设存在单向函数，当且仅当对称$n$方功能性是$1$主导的并且可以用广播安全地计算时，对称$n$方功能性可以面对$t\ge n/2$破坏（\ie没有诚实的多数）安全地计算.由此可见，在三分之一的参与方可能被破坏的情况下，广播对于安全地计算非支配函数（其中输入的“小”子集不能确定输出）是必要的，包括作为有趣的特殊情况的布尔XOR和硬币翻转函数。
2021-05-04 cs.CR
Resilient Liquid Democracy: Mitigating Voting Power Imbalances via Secure Delegation Networks
School of Computer Science, University of Leeds（利兹大学计算机学院）
提出一种安全的流动民主机制，利用去中心化定时释放加密隐藏委托选择以防止从众和胁迫，并通过排名多委托和个人后备选票应对委托失败，实验表明密封形成能减少权力集中，排名多委托可降低投票损失。
2026-10-21 cs.CR cs.CY
(Unconditional) Secure Multiparty Computation with Man-in-the-middle Attacks
在安全多方计算$n$中，各方在存在对手的情况下联合评估$n$变量函数$f$，所述对手可以破坏直到$t$方。迄今为止，几乎所有出现在文献中的作品都假定当事人之间存在经过认证的渠道。这种假设是不现实的。从放松这个（强）假设已经承担了两个方向的研究：（a）对手是几乎无所不能的，可以控制所有的通信信道在网络中，（b）只有部分连接的拓扑结构的认证通道是保证和对手控制的一个子集的通信信道在网络中。这项工作介绍了一个新的设置（无条件）安全多方计算问题，这是一个有趣的中间模型，相对于上述研究模型的文献（通过共享一个显着的特点，从上述两个模型）。我们认为（无条件）安全多方计算的问题时，“一些”的通信渠道连接各方可以被动地以及主动地被损坏。对于这种设置，一些诚实方可能通过损坏的信道连接到其他几个诚实方，并且可能无法与他们进行真实通信。这些当事人可能无法得到正确性或隐私的规范保证。我们提出了这个新的无条件多方计算的中间模型的安全性的定义。我们将展示如何适应协议（无条件）安全多方计算实现的定义，并认为我们取得的结果的紧密性。
2010-05-27 cs.CR
A Distributed k-Secure Sum Protocol for Secure Multi-Party Computations
私有数据输入的安全和计算是安全多方计算（SMC）的一个有趣的例子，它吸引了许多研究人员来设计具有较低数据泄漏概率的安全协议。在本文中，我们提供了一个新的协议，计算个人数据输入的总和与零概率的数据泄漏时，两个邻居方勾结知道中间方的数据。在计算之前，我们将每一方的数据块分成若干段，并在各方之间重新分配这些段。这些步骤创造了一个场景，在这个场景中，半诚实的一方不可能知道另一方的私人数据。
2010-03-22 cs.CR
Changing Neighbors k Secure Sum Protocol for Secure Multi Party Computation
私有数据输入的安全和计算是安全多方计算（SMC）的一个重要组成部分，本文提出了一个计算私有数据输入和的协议。在我们提出的协议中，我们打破了每一方的输入成段数，并改变各方的安排，这样，在每一轮的计算的邻居被改变。在这个协议中，半诚实的一方不可能知道另一方的私人数据。
2010-02-11 cs.CR
When Topology Betrays Privacy: Lattice-Based Reconstruction Attacks on Secure Aggregation in Decentralized Federated Learning
Aalborg University（奥尔堡大学）；Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）
本研究揭示去中心化联邦学习中稀疏拓扑下安全聚合的结构性泄露，通过建立与隐藏子集和问题的联系，设计基于格的重构攻击，成功恢复诚实节点的私有更新与训练数据。
2026-09-09 cs.CR cs.LG
SMCQL: Secure Querying for Federated Databases
人类和机器正在以前所未有的速度收集数据。尽管新发现了大量的数据，但在开放科学、商业和其他数据密集型工作中共享数据的进展缓慢。许多这样的努力受到隐私问题和法规遵从性问题的阻碍。例如，许多医院都有兴趣将他们的医疗记录集中起来进行研究，但没有一家医院可以向研究人员或其他医疗服务提供者披露任意的患者记录。在这种情况下，我们提出了专用数据网（PDN），一个联邦数据库查询的集体数据的相互不信任的各方。在PDN中，每个成员数据库不向其对等体或查询编写器揭示其元组。相反，用户将查询提交给诚实的代理，该代理使用安全多方计算（SMC）在多个私有数据库上计划和协调其执行。在这里，每个数据库的查询执行是不经意的，并且它的程序计数器和内存跟踪对于其他数据库的输入是不可知的。我们介绍了一个名为SMCQL的PDN查询执行框架。该系统将SQL语句转换为SMC原语，在其源数据库的联合上计算查询结果，而不会向对等数据提供者或诚实代理泄露关于单个元组的敏感信息。只有诚实的代理和查询者接收PDN查询的结果。为了快速，安全的查询评估，我们探索了一个算法驱动的优化器，最大限度地减少PDN的使用安全计算和分区的查询评估到可扩展的切片。
2017-03-06 cs.CR cs.DB
SHARVOT: secret SHARe-based VOTing on the blockchain
最近，人们对使用在线技术来设计安全电子投票协议的兴趣越来越大。主要的挑战包括选票隐私和匿名性、选票可重复性和整个计票过程的透明度。引入区块链作为加密货币协议的基础，为利用这些分布式账本的不变性和透明性提供了条件。在本文中，我们讨论了区块链技术实现安全和公平投票系统的可能用途。特别是，我们在区块链上引入了一个秘密的基于份额的投票系统，即所谓的SHARVOT协议。我们的解决方案使用Shamir的秘密共享来实现链上，即在交易脚本中，投票提交和获胜候选人确定。该协议还使用了一种洗牌技术，圆圈洗牌，从他们的提交解除链接的选民。
2018-03-13 cs.CR cs.CY
Transparent Voting Platform Based on Permissioned Blockchain
自2004年以来，不同的研究正在处理集中式投票系统，电子投票协议和最近的分散式投票中的挑战。因此，电子投票在选民匿名性、投票的安全性和防止投票过程中的舞弊等方面都提出了一些难题。被称为“区块链”的技术的去中心化属性可以解决投票研究领域的许多挑战，并带来安全和透明投票的新安全机制。在本文中，正在进行的投票系统进行了广泛的比较研究，通过分析他们的结构和缺陷，应该考虑在未来改善整个选举过程中，从保持选民的隐私，投下一票的可能性，以检查它是否被正确计算公布的结果。论文的结果将提供一种新的方法，将选举的目标从小规模扩展到大规模，尽管以太坊的限制可以在区块链上每分钟投5票。主要的挑战是找到这个问题的答案：“如何在选民隐私和透明度之间取得平衡，而不违反选民可以证明他在贿赂情况下投票给特定候选人的重要规则？".
2018-02-22 cs.CR cs.CY
Secure Computation for Machine Learning With SPDZ
安全多方计算（MPC）是密码学的一个领域，它支持对来自多个来源的敏感数据进行计算，同时保持隐私保证。然而，理论MPC协议通常不能有效地扩展到真实世界的数据。该项目研究了SPDZ框架的效率，该框架在流行的机器学习（ML）算法的背景下提供了具有恶意安全性的MPC协议的实现。特别是，我们选择了线性回归和逻辑回归等应用程序，这些应用程序已经使用半诚实MPC技术进行了实施和评估。我们证明，SPDZ框架优于这些以前的实现，同时提供更强的安全性。
2019-01-02 cs.CR
Secure and Efficient Federated Transfer Learning
机器学习模型需要大量的数据来进行准确的训练。实际上，大多数数据分散在不同的组织中，在许多法律和实际限制下无法轻松集成。联邦迁移学习（FTL）在[1]中引入，以改进数据联邦下的统计模型，允许在不损害用户隐私的情况下共享知识，并使补充知识能够在网络中传输。因此，目标域方可以通过利用来自源域方的丰富标签来构建更灵活、更强大的模型。然而，该模型中涉及的安全协议的过度计算开销使其不切实际。在这项工作中，我们的目标是提高现有模型的效率和安全性，通过将秘密共享（SS）的数据联邦下的实际协作培训。在文献中，只有半诚实模型的联邦迁移学习已被认为是。在本文中，我们改进了以前的解决方案，也允许恶意玩家可以任意偏离我们的FTL模型中的协议。这比我们假设各方严格遵守协议的半诚实模型强得多。我们这样做使用一个实际的MPC协议称为SPDZ，因此我们的模型可以有效地扩展到任何数量的缔约方，即使在一个不诚实的多数的情况下。此外，在我们的设置中评估的模型在运行时间和通信成本方面都显着优于以前的工作。在我们的模型中，对于500个样本，半诚实情况下的单次迭代执行时间为0.8秒，恶意情况下为1.4秒，而之前的实现需要35秒。
2019-10-30 cs.CR
Process Automation Architecture Using RFID for Transparent Voting Systems
本文提出基于RFID、AES-128加密、GSM同步与防篡改审计的自动化投票架构，实现安全透明的在线/离线投票，并验证了100%认证准确率与11.5秒平均投票时间。
2025-10-20 cs.CR cs.SY eess.SY
A Peered Bulletin Board for Robust Use in Verifiable Voting Systems
网络公告板（WBB）是可验证选举系统的关键组成部分。它用于选举核查，以公布选民和官员可以检查的投票和计票证据，并在发生渎职行为时提出质疑。在实践中，选举当局有责任正确可靠地实施网络公告板，并希望确保即使在出现故障和攻击的情况下也能正确运作。为了确保健壮性，实现通常会使用许多对等点，以便即使在某些对等点出现故障或行为不诚实时也能够提供正确的服务。在本文中，我们提出了一个新的协议来实现这样一个Web公告板，出于vVote可验证投票系统的需要。使用分布式算法增加了协议的复杂性，并且需要仔细的推理以建立正确性。在这里，我们使用事件B建模和细化的方法来建立正确的对等设计对理想化规范的公告板的行为。特别是，我们表明，对于n个同行，阈值t > 2n/3同行的行为正确的是足以确保正确的行为的公告板分布式设计。即使诚实或不诚实的节点暂时退出协议然后返回，该算法也能正确地运行。验证方法还确定公告板内使用的协议不会相互干扰。这是第一次正式验证对等网络公告板协议套件。
2014-01-16 cs.CR
Mostree : Malicious Secure Private Decision Tree Evaluation with Sublinear Communication
Mostree协议通过结合不经意选择、树编码和三方安全计算，在恶意敌手模型下以次线性通信实现高效私有决策树评估，实验证明其性能接近半诚实方案。
2023-09-29 cs.CR
Secure Fingerprint Alignment and Matching Protocols
我们提出了三个私人指纹对齐和匹配协议，基于什么被认为是最精确和有效的指纹识别算法，使用细节点。我们的协议允许两个或更多诚实但好奇的当事人以安全的方式比较他们各自的私人指纹，这样他们每个人都只知道指纹匹配的准确分数。据我们所知，这是第一次在安全计算框架中考虑基于细节点的指纹对齐。我们在使用乱码电路评估的双方环境和使用秘密共享技术的多方环境中构建了安全的指纹对齐和匹配协议。除了提供精确和高效的安全指纹对齐和匹配，我们的贡献包括设计了一些安全的子协议，用于复杂的操作，如正弦，余弦，反正切，平方根，和选择，这可能是独立的利益。
2017-12-16 cs.CR
Bitcoin Security under Temporary Dishonest Majority
我们证明比特币在暂时不诚实的多数下是安全的。我们假设对手可以破坏特定部分的当事人，并引入崩溃失败，即，一些诚实的参与者在协议执行期间离线。我们要求大多数诚实的在线参与者的期望。我们探索了三种不同的模型，并提出了在所有这些模型中证明比特币安全性的要求：我们首先研究同步模型，然后扩展到有界延迟模型，最后考虑允许消息丢失的同步模型。
2019-08-01 cs.CR
MPC-enabled Privacy-Preserving Neural Network Training against Malicious Attack
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Shanghai Jiaotong University（上海交通大学）
安全多方计算（MPC）在机器学习，特别是隐私保护神经网络训练中的应用，近年来引起了研究界的极大关注。MPC使多个数据所有者能够联合训练神经网络，同时保护每个参与者的数据隐私。然而，大多数以前的工作集中在半诚实的威胁模型，不能抵御恶意参与者发送的欺诈性消息。在本文中，我们提出了一种方法来构建有效的$n$ -党协议的安全神经网络训练，可以提供安全的所有诚实的参与者，即使大多数的当事人是恶意的。与其他在不诚实的多数设置中提供半诚实安全的设计相比，我们的主动安全神经网络训练在LAN和WAN设置中分别产生了约2倍和2.7倍的可负担的效率开销。此外，我们提出了一个方案，允许添加剂的份额定义在一个整数环$\mathbb{Z}_N$被安全地转换为添加剂的份额在一个有限域$\mathbb{Z}_Q$，这可能是独立的利益。这样的转换方案是必不可少的安全和正确的转换共享海狸三元组定义在一个整数环中产生的预处理阶段的三元组定义在一个字段中使用的在线阶段的计算。
2021-02-10 cs.CR cs.DC cs.LG
