סקירה כללית של הליך האנונימיזציה עבור מערכת ההצבעה האלקטרונית מרחוק

В פרסומים קודמים הסתפקנו בעובדה שבמערכת ההצבעה האלקטרונית המרוחקת שאנו שוקלים, נעשה שימוש באלגוריתם קריפטוגרפי של "חתימה אלקטרונית עיוורת" על מנת להבטיח את סודיות ההצבעה ולהפוך את הבוחר לאנונימי. במאמר זה נבחן זאת ביתר פירוט.

ראשית, נפנה לאלגוריתם החתימה האלקטרונית המוכר והמוכר, שנמצא בשימוש נרחב במערכות מידע למטרות שונות. החתימה האלקטרונית מבוססת על אלגוריתמי הצפנה א-סימטריים קריפטוגרפיים. הצפנה אסימטרית היא הצפנה באמצעות 2 מפתחות: אחד מהם משמש להצפנה, השני לפענוח. הם נקראים מפתח פתוח (ציבורי) ופרטי. המפתח הציבורי ידוע לאחרים, והמפתח הפרטי ידוע רק לבעל החתימה האלקטרונית והוא מאוחסן במקום שאינו נגיש לאחרים.

בעת החתימה, קורה הדבר הבא: ראשית, המסמך האלקטרוני, באמצעות טרנספורמציות מתמטיות, מצטמצם לרצף של תווים בגודל מסוים - זה נקרא פונקציית hash.

רצף התווים המתקבל (hash מהמסמך) מוצפן על ידי שולח המסמך באמצעות מפתח פרטי ויחד עם המפתח הציבורי נשלח לנמען. הנמען מפענח את רצף התווים באמצעות המפתח הציבורי, מחיל בדיוק את אותה פונקציית Hash על המסמך ומשווה את תוצאת ההמרה עם תוצאת הפענוח. אם הכל תואם, אז לא בוצעו שינויים במסמך לאחר חתימתו על ידי השולח.

הפעולות המתוארות מאפשרות לכם לוודא שהמסמך לא שונה, אך אינן מאפשרות לכם לוודא שהשולח הוא באמת מי שהוא מתיימר להיות. לכן, אנו זקוקים לגורם שלישי שניתן לסמוך עליו הן על ידי השולח והן על ידי הנמען. לשם כך, לפני שליחת המסמך, השולח יוצר קשר עם צד שלישי ומבקש ממנה לחתום על המפתח הציבורי שלו בחתימתה האלקטרונית. השולח שולח כעת לנמען את המסמך, המפתח הציבורי שלו וחתימת צד שלישי של המפתח שלו. הנמען מאמת את חתימת הצד השלישי על המפתח הציבורי ונותן אמון בחתימת המסמך המתקבלת.

כעת נעבור למהי "חתימה עיוורת" וכיצד היא יכולה לעזור לנו באנונימיזציה.

בואו נדמיין שבדוגמה שתוארה לעיל, השולח הוא הבוחר, המסמך הוא פתק ההצבעה, והמקבל הוא ועדת הבחירות, או כפי שאמרנו "מרכיב ספירת הקולות". יהיה לנו את רכיב "רשימת הבוחרים" כצד שלישי (מאגד). במקרה זה, התהליך יכול להתרחש כדלקמן.

הבוחר יוצר זוג מפתחות במכשיר שלו - פרטי וציבורי. מכיוון שמפתחות אלו נוצרים במכשיר האישי שלו בדפדפן, הם מוכרים רק לו.

באמצעות מפתחות אלה, הוא יחתום על פתק ההצבעה כדי לשלוט על שלמותו. הוא שולח את פתק ההצבעה החתום והמפתח הציבורי לוועדת הבחירות. כדי שהקלפי יתקבל על ידי רכיב אחסון וספירת קולות מבוזרת, עליו לוודא שהמפתח הציבורי חתום על ידי המאמת.

המאמת (מרכיב רשימת הבוחרים) יחתום על המפתח הציבורי רק לאחר וידוא שהבוחר נמצא ברשימת הבוחרים.

כדי לפתור את בעיית השמירה על סודיות ההצבעה, המפתח הציבורי של הבוחר שנוצר במכשירו לא אמור להיות ידוע לאיש. מסתבר שעל התוקף לחתום על משהו שאינו ידוע לו. המשימה נראית בלתי אפשרית, אבל כאן אלגוריתמים קריפטוגרפיים באים להציל - במקרה זה, אלגוריתם "החתימה העיוורת"

ראשית, יש להסוות את המפתח הציבורי במכשיר הבוחר. מיסוך הוא ביצוע פעולות מתמטיות בודדות במכשיר של המשתמש. תארו לעצמכם שחשבתם על מספר אקראי מ-1 עד 100, ואז חשבת על מספר אקראי שני מ-1 עד 10 ושלישי, מ-10 ל-50, העלית את המספר שחשבת בתחילה בחזקת המספר השני, וחילק אותו ללא שארית בשלישית. התוצאה דווחה לאחרים. לא יהיה לך קשה לשחזר את המספר המקורי, מכיוון שאתה יודע את רצף הפעולות והמספרים שעומדים בראשך. אבל הסובבים אותך לא יוכלו לעשות זאת.

מיסוך (בליינדינג) של המפתח הציבורי מתבצע על פי אלגוריתם קריפטוגרפי מיוחד. כתוצאה מכך, המאמת חותם על מפתח ציבורי מוסווה מבלי לדעת את המפתח המקורי. אבל המוזרות של האלגוריתם היא שהמשתמש (הבוחר), לאחר שקיבל חתימה עבור מפתח מוסווה, יכול לבצע טרנספורמציות הפוכות ולהשיג חתימה שתקפה עבור המפתח המקורי והבלתי מוסווה.

האלגוריתם המתואר נמצא בשימוש נרחב בפרוטוקולי הצבעה חשאיים. מערכת ההצבעה האלקטרונית המרוחקת משתמשת כיום באלגוריתם RSA עם אורך מפתח של 4096 סיביות עבור חתימות עיוורות.

באופן כללי, הליך האנונימיזציה הוא כדלקמן.

1. כאשר נוצרת הצבעה, נוצר צמד מפתחות נפרד של "מאמת", והמפתח הציבורי נרשם בבלוקצ'יין. לכל הצבעה נוצר זוג מפתחות ייחודי.
2. המשתמש מזוהה במערכת הזיהוי (במקרה זה ב-ESIA), ומעניק אישור להעביר את נתוני הזיהוי שלו ממערכת הזיהוי ל-DEG PTC.
3. רכיב "רשימת הבוחרים" של DEG PTC בודק את נוכחות המשתמש ברשימת הבוחרים.
4. במכשיר של המשתמש נוצרים המפתחות האישיים שלו - פרטיים וציבוריים, המוכרים רק לו.
5. המפתח הציבורי מוסווה במכשיר של המשתמש
6. יחד עם נתוני זיהוי ומפתח ציבורי מוסווה, המשתמש ניגש לרכיב "רשימת הבוחרים"
7. הרכיב בודק שוב את נוכחות המשתמש ברשימה ואת העובדה שלא קיבל חתימה קודם לכן
8. אם כל הבדיקות הצליחו, המפתח נחתם
9. עובדת החתימה על המפתח רשומה בבלוקצ'יין
10. המשתמש במכשירו מסיר את המסכה מהמפתח הציבורי ומקבל מפתח פרטי, מפתח ציבורי וחתימה על המפתח הציבורי, וכל המפתחות ידועים רק לו.
11. לאחר מכן, המשתמש מועבר לאזור אנונימי - לאתר נפרד edg2020.gov.ru, שם לא ניתן לזהות אותו (לדוגמה, לפני המעבר הוא יכול לחבר VPN או לשנות את ספק האינטרנט שלו, תוך שינוי מוחלט של כתובת ה-IP )
12. קבלת הפתק תהיה תלויה רק ​​בשאלה אם חתימת ה"תוקף" מאומתת ואם לא נעשה שימוש בעבר במפתח כזה.

לאחר מכן, אנו מספקים תיאור של האלגוריתם מנקודת מבט של קריפטוגרפיה.
אפשרויות חתימה וייעוד:

M – בפורמט ריפוד FDN לחתימה.

מקור: www.habr.com