V peatume sellel, et meie käsitletavas kaug- ja elektrooniliste hääletuste süsteemis kasutatakse hääletamise saladuse ja hääletaja anonüümsuse tagamiseks krüptograafilist algoritmi "pime elektrooniline allkiri". Selles artiklis vaatleme seda lähemalt.
Esiteks pöördugem tuntud ja tuttava elektroonilise allkirja algoritmi poole, mida kasutatakse laialdaselt erinevate ülesannete jaoks mõeldud infotehnoloogia süsteemides. Elektroonilise allkirja aluseks on asümmeetrilised krüptograafilised algoritmid. Asümmeetriline krüptimine tähendab krüptimist kahe võtmega: üks neist kasutatakse krüptimiseks, teine dekrüptimiseks. Need on tuntud kui avalik (publik) ja privaatne võti. Avalik võti on ümbritsevale tuntud, samas kui privaatne on ainult elektroonilise allkirja omanikule ja seda hoitakse teistele ligipääsmatus kohas.
Allkirjastamise käigus toimub järgnev: kõigepealt muudetakse elektrooniline dokument matemaatiliste teisenduste abil kindla suurusega sümbolite sektsiooniks – seda nimetatakse räsifunktsiooniks.
Saanud sümbolite järjekord (dokumenti puudutav räsiverk) krüpteerib dokumendi saatja oma privaatvõtmega ning saadab selle koos avaliku võtmega saajale. Saaja dekodeerib sümbolite järjekorra avaliku võtmega, rakendab dokumendile täpselt sama räsifunktsiooni ning võrdleb tulemusi dekodeerimisega. Kui kõik langeb kokku, siis dokumendile ei ole pärast selle saatja poolt allkirjastamist muudatusi tehtud.
Kirjeldatud toimingud võimaldavad veenduda, et dokument ei olnud muudetud, kuid ei võimalda kinnitada, et saatja on tõepoolest see, kelleks ta end peab. Seetõttu vajame kolmandat osalist, kellele usaldavad nii saatja kui ka saaja. Selleks pöördub saatja dokumenti saatmise eel kolmanda osalise poole ja palub tal allkirjastada oma avaliku võtme elektroonilise allkirjaga. Nüüd saadab saatja saajale dokumendi, oma avaliku võtme ja kolmanda osalise allkirja oma võtme kohta. Saaja kontrollib kolmanda osalise allkirja avaliku võtme ja usaldab saadud dokumendi allkirja.
Külastame nüüd, mis on „pime allkiri“ ja kuidas see võib aidata meid anonüümsuse tagamisel.
Kujutame ette, et eelpoolmainitud näites on saatja valija, dokument on hääletussedel ja saaja on valimiskomisjon ehk nagu me ütlesime, „häältetöötluse ja arvestuse komponent“. Kolmandana (kontrollijana) teenib meid komponent „Valijate nimekiri“. Sel juhul võib protsess toimuda järgmiselt.
Valija genereerib oma seadmes võtmepaari – privaatse ja avaliku võti. Kuna need võtmed luuakse tema isiklikus seadmes brauseris, on need ainult tema teada.
Nende võtmete abil allkirjastab ta hääletussazdemi, et kontrollida selle terviklikkust. Allkirjastatud hääletussedel ja avalik võti suunatakse valimiskomisjonile. Selleks, et hääletussedeli vastuvõtmiseks „Jaotatud salvestamise ja hääletuse arvestuse“ komponendi poolt, peab see kontrollima, et avalik võti on valideerija poolt allkirjastatud.
Valideerija (komponent „Valijate nimekiri“) allkirjastab avaliku võtme ainult pärast seda, kui ta veendub, et valija on valijate nimekirjas.
Hääletamise saladuse säilitamise probleemile on lahendus see, et valija avalik võti, mis on loodud tema seadmes, ei tohi olla teada kellelegi. See tähendab, et valideerija peab allkirjastama midagi, mida ta ei tea. See ülesanne tundub olevat võimatu, kuid siin tulevad appi krüptograafilised algoritmid – antud juhul "pimedate allkirjade" algoritm.
Esiteks peab valija seadmes avalik võti olema maskeeritud. Maskeerimine tähendab erinevate matemaatiliste toimingute tegemist kasutaja seadmes. Kujutage ette, et te mõtlete mõnele juhuslikule numbrile vahemikust 1 kuni 100, seejärel mõtlete teisele juhuslikule numbrile vahemikust 1 kuni 10 ja kolmandale vahemikust 10 kuni 50, algselt mõeldud number tõstate teise numbri astmesse ja jagate kolmandaga jagamatult. Saadud tulemus edastate kõigile. Teil ei ole keeruline taastada algset numbrit, kuna tead toimingute järjestust ja mõeldud numbreid. Kuid teised ei saa seda teha.
Maskimine (pimedamine) avaliku võtme toimub vastavalt spetsiaalsele krüptograafilisele algoritmile. Selle tulemusena allkirjastab valideerija maskeeritud avaliku võtme, samas kui algne võti on talle teadmata. Kuid algoritmi eripära seisneb selles, et kasutaja (valija), saades allkirja maskeeritud võtmele, võib teha tagasiülekandeid ja saada allkirja, mis on kehtiv ka algse, maskeerimata võtme puhul.
Kirjeldatud algoritmi kasutatakse laialdaselt salajaste hääletamise protokollides. Kaug- ja elektroonilises hääletamissüsteemis kasutatakse hetkel pimedate allkirjade jaoks algoritmi RSA, mille võtme pikkus on 4096 bitti.
Üldiselt näeb anonümiseerimise protseduur välja järgmine.
- Häälte loomiseks luuakse eraldi valideerija võtme paar, mille avalik võtme salvestatakse plokiahelasse. Iga hääletuse jaoks luuakse unikaalne võtme paar.
- Kasutaja tuvastatakse identifitseerimissüsteemis (antud juhul, ESIA), ning annab loa oma isikutuvastusandmete edastamiseks identifitseerimissüsteemist PTC DEG-sse.
- Moodul „Valijate nimekiri“ PTK DEK kontrollib kasutaja olemasolu valijate nimekirjas.
- Kasutaja seadmes luuakse tema isiklikud võti – privaatne ja avalik, mis on teada ainult temale.
- Kasutaja seadmes maskeeritakse avalik võti
- Koos identifitseerimisandmete ja maskeeritud avaliku võtmega pöördub kasutaja „Valijate nimekirja“ mooduli poole
- Moodul kontrollib veel kord kasutaja olemasolu nimekirjas ja fakti, et ta ei ole varem allkirja saanud
- Kui kõik kontrollid on edukad, toimub võtme allkirjastamine
- Võtme allkirjastamise fakt kantakse plokiahelasse
- Kasutaja oma seadmes eemaldab avaliku võtme maskeeringu ja saab privaatse võtme, avaliku võtme ja avaliku võtme allkirja, samas on kõik võtmed teada ainult temale.
- Pärast seda suundub kasutaja anonüümsetesse aladesse – eraldi saidile edg2020.gov.ru, kus teda ei ole võimalik tuvastada (näiteks enne üleminekut võib ta ühenduda VPN või vahetada internetiteenuse pakkujat, muutes täielikult IP-aadressi)
- Hääletusprotsess sõltub ainult sellest, kas „validatori” allkiri läbib kontrolli ja kas sellist võtit ei ole varem kasutatud.
Järgnevalt anname ülevaate algoritmist krüptograafia vaatenurgast.
Allkirja parameetrid ja tähistamine:
M – allkiri padding FDN formaadis.
Allikas: habr.com
