Distributed, End-to-end Verifiable, and Privacy-Preserving Internet Voting Systems
电子投票系统是改善民主的强大技术。不幸的是，现有的投票系统具有单点故障，这可能损害选举结果的可用性、隐私性或完整性。我们提出的设计，实现，安全分析和评估的D-DEMOS套件的分布式，隐私保护，端到端的可验证的电子投票系统。我们提出了两个系统：一个异步和一个最小的时间假设，但更好的性能。我们的系统包括一个分布式的投票收集子系统，不需要代表选民的加密操作。我们还包括一个分布式、可复制和容错的公告板组件，该组件存储所有必要的选举相关信息，并允许任何一方阅读和验证完整的选举过程。最后，我们加入了受托人，他们控制结果的产生，同时保证隐私和端到端的可验证性，只要他们的绝大多数是诚实的。我们的电子投票系统套件是第一个其投票操作是人类可验证的，即，即使当投票者的web客户端堆栈潜在地不安全时，投票者也可以在web上投票，而不牺牲其隐私，并且仍然可以确保她的投票被记录为已投。此外，选民可以将选举审计外包给第三方，而不会牺牲隐私。我们提供了一个模型和系统的安全分析，实现完整的原型，实验测量其性能，并证明其处理大规模选举的能力。最后，我们展示了两个版本的系统之间的性能权衡。我们的系统的初步版本被用于在两次国家级选举的三个投票站进行退出民意调查，并正在被希腊最大的工人工会采用，该工会由50多万成员组成。
2016-08-02 cs.CR cs.DC
D-DEMOS: A distributed, end-to-end verifiable, internet voting system
电子投票系统已经成为一种强大的技术，通过降低选举成本，提高选民参与度，甚至允许选民直接验证整个选举程序来改善民主。先前的互联网投票系统具有单点故障，这可能导致可用性、选民保密性或选举结果的完整性的妥协。在本文中，我们提出的设计，实现，安全性分析和评估的D-DEMOS，一个完整的电子投票系统，是分布式的，隐私保护和端到端的可验证的。我们的系统包括一个完全异步的投票收集子系统，它可以立即向选民保证她的投票被记录为投票，而不需要代表选民进行加密操作。我们还包括一个分布式、可复制和容错的公告板组件，该组件存储所有必要的选举相关信息，并允许任何一方阅读和验证完整的选举过程。最后，我们还成立了受托人，即，控制选举结果产生的个人，同时保证隐私和端到端的可验证性，只要他们的绝大多数是诚实的。我们的系统是第一个电子投票系统，其投票操作是人类可验证的，即，即使当投票者的web客户端堆栈潜在地不安全时，投票者也可以在web上投票，而不牺牲其隐私，并且仍然可以确保她的投票被记录为已投。此外，选民可以将选举审计外包给第三方，而不会牺牲隐私。最后，随着审计人员数量的增加，选举舞弊未被发现的可能性呈指数级下降。我们提供了一个模型和系统的安全性分析。我们实现了一个完整的系统的原型，我们测量其性能实验，我们证明了它的能力，以处理大规模的选举。
2015-12-19 cs.CR cs.DC
A Post-Quantum Secure End-to-End Verifiable E-Voting Protocol Based on Multivariate Polynomials
IIT Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；IIT Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；University of Paris VIII（巴黎第八大学）；University Sorbonne Paris Cité（索邦巴黎西大）；Télécom Paris（巴黎电信学院）；Krishna Kumar Santosh Kumar Smriti Vidyapith（克里希纳·库马尔·桑托什·库马尔·斯米蒂维迪亚皮特）；NIT Jamshedpur（贾姆谢德布尔国家理工学院）
本文提出基于多元多项式的后量子安全端到端可验证电子投票协议，以应对量子计算对传统安全方案的威胁。
2025-12-19 cs.CR
Internet voting protocol based on implicit data security
提出了一种基于隐式数据安全的网络投票协议。该协议允许重铸的选票，这允许改变主意的选民在时间窗口期间，投票是开放的，或在一个较短的时间内，重铸是允许的。投票的安全性依赖于多个服务器，因此每个投票被划分为分区，这些分区分布在服务器之间，所有这些分区都需要放在一起以重建投票。这样的协议在讨价还价和电子商务中有潜在的应用。
2010-01-11 cs.CR
A Trustworthy Electronic Voting System for Australian Federal Elections
澳大利亚现有的选举结果决定系统在很大程度上是安全、准确和普通选民可以理解的。本论文探讨电子投票系统的设计，旨在实现这些相同的目标，同时也改善了现有的系统在计数速度，准确性，防篡改和可访问性方面。电子投票系统在澳大利亚选举中的使用有限，最突出的是维多利亚州（2014年），新南威尔士州（2015年）和西澳大利亚州（2017年）的州选举，以及2007年联邦选举中的电子投票系统试验。本文分析了2017年西澳大利亚州选举（iVote WA）中使用的iVote电子投票系统，概述了使用基于云的分布式拒绝服务缓解所带来的一些安全风险。此外，本论文提出了一个横截面调查的结果，澳大利亚选民的信任程度为三个投票系统：现有的纸为基础的系统用于澳大利亚联邦选举，西澳的iVote系统，和vVote系统用于2014年维多利亚州选举。iVote的分析，结合调查结果，被用来告知未来的研究和公共政策的建议，在澳大利亚联邦选举中使用电子投票系统。
2018-05-06 cs.CR
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
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
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
Distributed Random Process for a Large-Scale Peer-to-Peer Lottery
今天，大多数在线彩票无法确保随机过程的可验证性，并依赖于可信的第三方。自从比特币这样的分布式协议出现以来，这个问题就很少受到关注，比特币证明了没有可信第三方的协议的潜力。我们认为，在线彩票的安全要求是类似的在线投票，并提出了一种新的分布式在线彩票协议，适用于现有的彩票协议的投票应用程序开发的技术。因此，该协议是可扩展的，提供了有效的验证的随机过程，不依赖于一个可信的第三方，也不对有限的计算资源的假设。一个早期的原型证实了我们的方法的可行性。
2017-09-15 cs.CR cs.DC
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
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
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
Proposal of an Electronic Auditing System Applied to the Brazilian Electronic Voting Machine
提出应用于巴西电子投票机的SELA电子审计系统，采用开放软硬件与哈希指纹算法保障审计安全，并建议2002年试点实施。
2024-08-20 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
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
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
Efficient Quantum Voting with Information-Theoretic Security
Harvard University（哈佛大学）；John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学生工程与应用科学学院）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；QMATH, Department of Mathematical Sciences, University of Copenhagen（哥本哈根大学数学科学系量子数学中心）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学夸特技术研究所和卡弗里纳米科学研究所）
本研究提出一种基于量子网络的投票方案，利用量子态编码选票实现通信复杂度指数级降低，并借助分布式安全求和实现匿名排队，仅需对数级量子存储，具备信息论安全性和噪声鲁棒性。
2026-09-18 cs.CC cs.CR quant-ph
A Distributed Process Model of Cryptographic Protocols
密码协议（CP）是一种分布式算法，用于在不安全的环境中进行安全通信。例如，它们被用于电子支付、电子投票程序、机密数据处理系统等。CP中的错误会带来巨大的经济和社会损失，因此有必要使用数学方法来证明CP的正确性和安全性。本文提出了一个CP的分布式过程模型，它允许形式化地描述CP及其属性。并在此模型的基础上给出了如何解决CP验证问题的方法。
2021-09-18 cs.CR cs.LO
vSPACE: Voting in a Scalable, Privacy-Aware and Confidential Election
本研究提出vSPACE选举投票概念验证方案，基于TrueElect系列协议整合AnonCreds SSI，结合零信任架构、机密计算等技术与DLT、IaC模式，实现安全私密可扩展的数字投票，提供可审计、易部署的未来型投票解决方案。
2024-03-08 cs.CR cs.CY
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
Weighted Voting on the Blockchain: Improving Consensus in Proof of Stake Protocols
权益证明（PoS）协议依赖于投票机制来就当前状态达成共识。如果增强的大多数staking节点（也称为验证器）同意提议的区块，则该区块将被附加到区块链。然而，这些协议仍然容易受到由偶然或恶意弃权的验证者引起的错误的影响。为了在保留PoS选择和奖励分配方案的同时防止此类故障，我们研究了验证委员会中的加权投票。我们将区块创建过程形式化，并引入验证者的投票配置文件，我们通过与验证者投票行为相关的乘法权重算法更新这些投票配置文件，并聚合区块链奖励。使用这个框架，我们利用加权多数投票规则，优化集体决策，无论是数字和分析，共识机制是更强大的，如果验证者的投票适当缩放。我们提出了潜在的问题和限制加权投票在不信任，分散的网络，并将我们的研究结果与当前的PoS协议的设计。
2021-07-18 cs.CR cs.GT
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
PASS-Enabled Covert Communications With Distributed Cooperative Wardens
School of Computer Science and Technology, Xidian University（西安电子科技大学计算机科学与技术学院）
本文提出了一种基于PASS功能的隐秘通信方法，通过分布式协作守卫和双波导架构，在非独立同分布多数投票融合下优化隐秘性与速率的权衡。
2026-01-12 cs.CR cs.IT math.IT
Secure and Trustable Distributed Aggregation based on Kademlia
在越来越多的应用程序中，需要对需要保密的值进行聚合，同时保证过程的鲁棒性和结果的正确性。我们提出了一个聚合算法，它支持一个大的频谱的潜在应用，包括复杂的投票协议。它依赖于BitTorrent中使用的分布式哈希表Kademlia，用于随机预定的对等点之间的匿名通信，以确保高度的机密性，而不仅仅依赖于密码学。数据和计算的分布限制了数据泄露的可能性，并降低了对机构信任的需求。实验结果证实了允许大规模应用的n个对等点的复杂度为O（n）。
2017-09-11 cs.CR cs.DC
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
Model Checkers Are Cool: How to Model Check Voting Protocols in Uppaal
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Institute of Computer Science, Polish Academy of Sciences（波兰科学院计算机科学研究所）
本文提出使用模型检测器 Uppaal 对投票协议进行建模与初步验证，通过构建 Prêt à Voter 模型及其扩展，展示了在属性规范语言受限下验证收据无关性变体的方法。
2023-10-18 cs.AI cs.CR cs.LO
