В 我們確定，在我們正在考慮的遠端電子投票系統中，使用加密的「盲電子簽名」演算法來確保投票的保密性並使選民匿名。 在本文中，我們將更詳細地了解它。
首先，我們來看看眾所周知且熟悉的電子簽名演算法，該演算法廣泛應用於各種目的的資訊系統中。 電子簽名基於密碼學非對稱加密演算法。 非對稱加密是使用 2 個金鑰的加密：其中一個用於加密，另一個用於解密。 它們被稱為開放（公鑰）和私鑰。 公鑰是其他人知道的，私鑰只有電子簽名的所有者知道，並儲存在其他人無法訪問的地方。
簽名時，會發生以下情況：首先，使用數學變換將電子文檔縮減為一定大小的字元序列 - 這稱為雜湊函數。
文件的發送者使用私鑰對產生的字元序列（文件的雜湊值）進行加密，並與公鑰一起發送給接收者。 接收者使用公鑰解密字元序列，對文件套用完全相同的雜湊函數，並將轉換結果與解密結果進行比較。 如果一切匹配，則在寄件者簽署文件後不會對文件進行任何更改。
所描述的操作可讓您驗證文件是否未被更改，但不允許您驗證寄件者是否確實是他所聲稱的人。 因此，我們需要一個寄件者和收件者都信任的第三方。 為此，在發送文件之前，寄件者聯繫第三方並要求她用她的電子簽名簽署他的公鑰。 發送者現在向接收者發送文件、他的公鑰以及他的金鑰的第三方簽名。 接收者驗證第三方在公鑰上的簽名並信任由此產生的文件簽名。
現在讓我們繼續討論什麼是「盲簽名」以及它如何幫助我們進行匿名化。
讓我們想像一下，在上述示例中，發送者是選民，文檔是選票，接收者是選舉委員會，或者正如我們所說的“計票組件”。 我們將擁有「選民清單」元件作為第三方（驗證者）。 在這種情況下，該過程可以如下發生。
投票者在他的裝置上產生一對金鑰——私人金鑰和公用金鑰。 由於這些密鑰是在他的個人裝置上的瀏覽器中創建的，因此只有他自己知道。
使用這些密鑰，他將簽署選票以控制其完整性。 他將簽名的選票和公鑰發送給選舉委員會。 為了讓分散式投票儲存和計數元件接受選票，它必須驗證公鑰是否由驗證者簽署。
驗證器（投票者清單元件）只有在驗證投票者在投票者清單中後才會對公鑰進行簽署。
為了解決投票保密的問題，選民在其設備上創建的公鑰不應該被任何人知道。 事實證明，驗證者必須簽署一些他不知道的東西。 這項任務似乎不可能，但密碼演算法可以解決這個問題 - 在這種情況下，是「盲簽名」演算法
首先，必須在選民的設備上屏蔽公鑰。 掩蔽是在使用者設備上執行單獨的數學運算。 想像一下，您想到了一個從1 到100 的隨機數，然後想到了第二個從1 到10 的隨機數，第三個從10 到50 的隨機數，將最初想到的數字提高到第二個數字的冪，然後將其除以沒有得到三分之一的餘數。 結果被報告給了其他人。 恢復原始數字對您來說並不困難，因為您知道操作的順序和您想到的數字。 但你周圍的人將無法做到這一點。
公鑰的屏蔽（致盲）是根據特殊的加密演算法執行的。 結果，驗證者在不知道原始金鑰的情況下簽署了屏蔽的公鑰。 但演算法的獨特之處在於，使用者（投票者）在收到屏蔽金鑰的簽章後，可以進行反向轉換並獲得對原始未屏蔽金鑰有效的簽章。
所描述的演算法廣泛應用於秘密投票協議中。 遠端電子投票系統目前採用金鑰長度為4096位元的RSA演算法進行盲簽。
一般來說，匿名化過程如下。
- 建立投票時，會建立一個單獨的「驗證器」金鑰對，並將公鑰記錄在區塊鏈中。 為每次投票建立一個唯一的密鑰對。
- 使用者在識別系統中（在本例中是在 ESIA 中）被識別，並提供將其識別資料從識別系統傳輸到 DEG PTC 的許可。
- DEG PTC 的「投票者清單」元件會檢查投票者清單中使用者的存在。
- 在使用者的裝置上，創建了他的個人金鑰 - 私有金鑰和公用金鑰，只有他自己知道。
- 公鑰在用戶裝置上被隱藏
- 與身分資料和屏蔽公鑰一起，使用者可以存取「選民清單」元件
- 該組件再次檢查清單中用戶的存在以及他之前未收到簽名的事實
- 如果所有檢查均成功，則金鑰已簽名
- 簽署金鑰的事實記錄在區塊鏈中
- 其裝置上的使用者去除公鑰的遮罩並接收私鑰、公鑰和公鑰上的簽名，所有金鑰只有他自己知道。
- 此後，用戶將被轉移到匿名區域 - 一個單獨的網站 edg2020.gov.ru，在那裡無法識別他的身份（例如，在轉移之前，他可以連接 VPN 或更改他的互聯網提供商，從而完全改變IP地址）
- 選票的接受僅取決於「驗證者」的簽名是否得到驗證以及該金鑰之前是否未被使用過。
接下來，我們從密碼學的角度對演算法進行描述。
簽名和指定選項：
M – 採用 FDN 填滿格式進行簽名。
來源： www.habr.com