Xây dựng hệ thống bỏ phiếu điện tử sử dụng mật mã

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÙI VĂN TÚ XÂY DỰNG HỆ THỐNG BỎ PHIẾU ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG MẬT MÃ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THƠNG THÁI NGUN - 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÙI VĂN TÚ XÂY DỰNG HỆ THỐNG BỎ PHIẾU ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG MẬT MÃ Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 8.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG KHOA CHUYÊN MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN PHƯƠNG HUY THÁI NGUYÊN - 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tên là: Bùi Văn Tú Sinh ngày: 14/7/1986 Học viên lớp cao học CHK20KTVT - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên Hiện công tác tại: Sở Công Thương Bắc Giang Xin cam đoan: Đề tài “Xây dựng hệ thống bỏ phiếu điện tử sử dụng mật mã” Thầy giáo TS Nguyễn Phương Huy hướng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng tơi Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Tác giả xin cam đoan tất nội dung luận văn nội dung đề cương yêu cầu thầy giáo hướng dẫn Nếu sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước hội đồng khoa học trước pháp luật Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận văn Bùi Văn Tú Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu làm việc nghiêm túc, động viên, giúp đỡ hướng dẫn tận tình Thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Phương Huy, luận văn với đề tài “Xây dựng hệ thống bỏ phiếu điện tử sử dụng mật mã” hồn thành Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Phương Huy tận tình dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp đặc biệt thầy, cô Khoa Điện tử giúp đỡ tơi q trình học tập thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, thực hoàn thành luận văn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận văn Bùi Văn Tú Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: BỎ PHIẾU ĐIỆN TỬ 1.1 Tổng quan bỏ phiếu điện tử 1.1.1 Khái niệm bỏ phiếu 1.1.2 Khái niệm bỏ phiếu điện tử 1.1.3 Ưu điểm bỏ phiếu điện tử 1.1.4 Hai toán bỏ phiếu điện tử thường gặp 1.1.5 Yêu cầu chung bỏ phiếu điện tử 1.2 Ứng dụng mật mã bỏ phiếu điện tử 1.2.1 Tổng quan mật mã 1.2.1.1 Giới thiệu 1.2.1.2 Vai trò hệ mật mã 1.2.1.3 Phân loại hệ mật mã 10 1.2.1.4 Tiêu chuẩn đánh giá hệ mật mã 11 1.2.2 Một số ưu điểm ứng dụng mật mã bỏ phiếu điện tử 12 1.2.2.1 Kiểm tra tổng phiếu bầu thay kiểm tra phiếu 12 1.2.2.2 Mật mã giúp đạt tính phân quyền kiểm phiếu 15 1.2.2.3 Mã hóa xác suất giúp giữ vững tính ẩn danh phiếu bầu 16 1.2.2.4 Chứng minh tương tác để chống việc bán phiếu bầu 16 1.3 Kiến trúc chung hệ thống bỏ phiếu điện tử 18 1.3.1 Các thành phần hệ thống bỏ phiếu điện tử 18 1.3.2 Các giai đoạn bỏ phiếu điện tử 19 1.4 Giới thiệu số hệ thống bỏ phiếu điện tử thực tế 19 1.5 Kết luận chương 20 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP TRONG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BỎ PHIẾU ĐIỆN TỬ 22 2.1 Cơ sở toán học mật mã 22 2.1.1 Nhóm, vành không gian Zp 22 2.1.2 Bài toán logarit rời rạc 23 2.1.3 Mã hóa giải mã liệu 24 2.1.4 Mã hóa giải mã khóa bí mật công khai 26 2.2 Sử dụng hệ mã hóa khóa cơng khai Elgamal bỏ phiếu điện tử 28 2.2.1 Tổng quan hệ mật mã khóa cơng khai 28 2.2.2 Tính đồng cấu hệ mã hóa Elgamal 29 2.2.3 Ứng dụng hệ mã hóa Elgamal cho bỏ phiếu đồng ý /không đồng ý 29 2.3 Sử dụng sơ đồ chia sẻ bí mật Shamir kết hợp với hệ mã hóa Elgamal bỏ phiếu điện tử 31 2.3.1 Kỹ thuật Chia sẻ khóa bí mật (Secret Sharing) 31 2.3.2 Các sơ đồ chia sẻ bí mật 32 2.3.3.Sơ đồ chia sẻ bí mật Shamir kết hợp với hệ mã hóa Elgamal cho tốn loại bỏ phiếu chọn L K 37 2.4 Kết luận chương 41 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 42 3.1 Mô hệ thống bỏ phiếu điện tử cho hai toán 42 3.2 Thiết kế thi công hệ thống bỏ phiếu điện tử cho tốn bỏ phiếu Có/Khơng 50 3.2.1 Giới thiệu 50 3.2.2 Sơ đồ khối hệ thống 51 3.2.3 Thiết kế chi tiết khối chức 53 3.2.4 Một số kết đạt 59 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mã hố với khoá mã khoá giải giống 10 Hình 2.1 Mã hóa liệu 24 Hình 2.2 Quy giải trình mã hóa mã .25 Hình 2.3 Sơ đồ mã hóa giải mã khóa riêng 26 Hình 2.4 Sơ đồ mã hóa giải mã khóa cơng khai 27 Hình 2.5 Hệ mật mã công khai 28 Hình 2.6 Sơ đồ bỏ phiếu đồng ý/ không đồng ý .30 Hình 2.7 Sơ đồ bỏ phiếu chọn L K 39 Hình 3.1 Giao diện chương trình 45 Hình 3.2 Giao diện chương trình bỏ phiếu có/khơng đồng ý 46 Hình 3.3 Giao diện chương trình bỏ phiếu chọn L K 48 Hình 3.4 Sơ đồ khối hệ thống 51 Hình 3.5 Lưu đồ giải thuật tạo nội dung phiếu bầu Android 53 Hình 3.6 Màn hình File Activity_login.xml (Design) .54 Hình 3.7 Màn hình Activity_main.xml (Design) .54 Hình 3.8 Module sim A7 55 Hình 3.9 Module arduino Uno 56 Hình 3.10 Web hiển thị kết bỏ phiếu 58 Hình 3.11 Màn hình login 59 Hình 3.12 Màn hình hệ thống bỏ phiếu điện tử .60 Hình 3.13 Kết bỏ phiếu hiển thị trang web 60 Hình 3.14 Danh sách niêm yết trang web 61 Hình 3.15 Kết bỏ phiếu hiển thị trang web (tiếp) 61 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Một số ví dụ mã hóa giải mã 28 Bảng 3.1 Các file để minh họa Bài tốn bỏ phiếu có/khơng đồng ý 44 Bảng 3.2 Các file để minh họa Bài tốn bỏ phiếu “chọn L K” 44 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật Arduino nano v3.0 56 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Tính khoa học cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, phát triển, hội tụ tương tác xu công nghệ mở nhiều hội phát triển cho Chính phủ điện tử Một phương diện đánh dấu phát triển Chính phủ điện tử kiểm chứng số nước phương Tây bỏ phiếu điện tử Phương thức bỏ phiếu truyền thống gặp phải số hạn chế: với cử tri vùng sâu vùng xa, khoảng cách địa lý bị hạn chế việc thực quyền bỏ phiếu mình; tính độc lập, cá nhân quyền riêng tư cử tri bị ảnh hưởng lớn; tính minh bạch, niềm tin vào số lần bỏ phiếu cử tri; việc đảm bảo an ninh cho bầu cử, tính minh bạch kết bầu cử, tham gia thái độ tham gia cử tri trẻ bầu cử; tính an ninh phiếu trình vận chuyển kiểm phiếu Cùng với q trình chuẩn bị sở vật chất, đào tạo nhân lực phục vụ cho bầu cử Đây khó khăn, thách thức vơ lớn Trong đó, nhờ phát triển cơng nghệ viễn thơng, hình thức bỏ phiếu điện tử, người dân tự tay bỏ phiếu cho dù họ đâu, làm Hơn nữa, cịn đảm bảo tính cá nhân quyền riêng tư phiếu mình, đảm bảo an ninh khơng q trình vận chuyển “thủ cơng” hịm phiếu từ nhiều địa điểm khác mà lưu trữ vào hệ thống sở liệu Thay đào tạo đội ngũ cán khổng lồ để phục vụ cho công tác bầu cử, việc bỏ phiếu điện tử giản tiện tới mức tối đa nhân lực Và điều đặc biệt, hình thức bỏ phiếu đáp ứng nhu cầu bầu cử theo cách người trẻ bầu cử trực tuyến, bầu cử qua điện thoại bầu cử thông qua Facebook, Twiter, Youtube… Thông qua hệ thống Internet thiết bị thông minh, phủ dễ dàng kết nối tất trình trước, sau bầu cử nhanh, gọn, nhẹ; thu hút đông đảo cử tri không phân biệt đối tượng, vị trí địa lý Điều chắn giảm bớt sức nặng tối đa cho bầu cử mang lại thành cơng cho Qua thấy tính ưu việt hình thức bỏ phiếu điện tử Với phủ, bỏ phiếu điện tử bước cụ thể hóa phủ điện tử đánh giá giải pháp hữu hiệu cho việc bầu cử quốc gia Trên giới, khái niệm bỏ phiếu điện tử (e-voting) khơng cịn xa lạ nước phát triển, Bắc Mỹ Châu Âu Tại Châu Á, có ba nước thử nghiệm hệ thống bầu cử điện tử, Hàn Quốc, Nhật Bản Ấn Độ, nước có trình độ công nghệ phát triển cao Tuy nhiên bầu cử điện tử ba nước chưa xem thực thành công kết thu từ phiếu điện tử nhiều nghi vấn Vấn đề lớn tính bảo mật toàn hệ thống Tại Việt Nam bỏ phiếu điện tử dừng mục đích bầu chọn, bình chọn (bầu chọn Vịnh Hạ Long di sản Thiên nhiên giới, bình chọn hát hay sóng truyền hình, bình chọn hoa hậu, ca sỹ ) song chưa thể triển khai vào bầu cử quan trọng nhiều hạn chế (vấn đề ngân sách, giáo dục ý thức cho người dân, trình phổ biến, huấn luyện phương thức thực cho cấp, phận liên quan ) Đây rõ ràng khoảng trống lớn, việc kinh phí lắp đặt hệ thống máy bầu cử hay trở ngại khoảng cách vùng miền Để hoạt động bỏ phiếu phát huy tác dụng cần đảm bảo hai yêu cầu tính kiểm tra tính tự lựa chọn [1], [2], [9] Điều thực nhờ mật mã Người đặt móng cho việc xây dựng hệ bỏ phiếu tích hợp phương pháp mật mã Chaum vào năm 1981 [3] Kể từ đến nay, cơng trình cơng bố giới tập trung vào xây dựng ba mơ hình bỏ phiếu là: mơ hình xáo trộn phiếu [3], mơ hình chữ ký mù [4] mơ hình sử dụng mã hóa đồng cấu [6],[7],[9] Trong đó, tính ưu việt giải vấn đề tính kiểm tra tính tự lựa chọn mà gần đây, mơ hình mã hóa đồng cấu tập nghiên cứu nhiều Hiện Việt Nam, cơng trình [1], [2] dừng lại việc đề xuất áp dụng mơ hình bỏ phiếu mà chưa thực triển khai ứng dụng cụ thể Chính vậy, hướng dẫn Thầy giáo, TS Nguyễn Phương Huy, học viên lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp “Xây dựng hệ thống bỏ phiếu điện tử sử dụng mật mã” với mong muốn áp dụng kiến thức học, xây dựng hệ 3.2 Thiết kế thi công hệ thống bỏ phiếu điện tử cho tốn bỏ phiếu Có/Khơng 3.2.1 Giới thiệu Hiện nay, công nghệ điện tử thông tin diện đóng vai trị quan trọng khơng thể thiếu q trình quản trị, điều hành hoạt động trị, sản xuất kinh doanh nhà nước doanh nghiệp Việc tự động hóa, tin học hóa cơng tác quản lý vừa giúp đẩy nhanh tiến độ cơng việc, nâng cao chất lượng, độ xác góp phần hình thành Văn phịng Điện tử cách hiệu Vì vậy, học viên quan tâm đến việc nghiên cứu phát triển ứng dụng công nghệ điện tử thông tin phục vụ công tác quản lý điều hành, xây dựng hệ thống phần cứng, phần mềm hỗ trợ có hiệu lĩnh vực công tác Một điểm quan tâm hệ thống cách thức bỏ phiếu điện tử thay cho cách bỏ phiếu truyền thống trước Hệ thống bỏ phiếu điện tử có độ xác cao, bảo mật thông tin cử tri tốt, tiện lợi nhanh chóng thời gian Với công nghệ điện tử thông tin phát triển cần hệ thống bỏ phiếu điện tử hiệu Các kết đạt Tuy nhiên, giới hạn thời gian nghiên cứu nên luận văn tập trung vào xây dựng thử nghiệm cho tốn bỏ phiếu Có/khơng Hệ thống bỏ phiếu điện tử xây dựng mơ hình Client-Server, sử dụng web service để kết nối trao đổi liệu nhằm đảm bảo hệ thống linh hoạt triển khai nhiều tảng khác (Windows, iOS, Android ) đồng thời nâng cao tính bảo mật thông tin, liệu phiếu bầu Phân hệ kiểm phiếu tiến hành vi điều khiển Adruino nhằm tăng khả bảo mật tầng vật lý Phân hệ mobile phát triển hệ điều hành android, sử dụng điện thoại di động Được xây dựng dùng ngơn ngữ lập trình java, lập trình ứng dụng android studio sử dụng rộng rãi Phân hệ web phát triển ngôn ngữ C#, sử dụng tảng Net Framework 4.5, sử dụng chương trình quản trị sở liệu SQL Server nhằm tương 50 thích cao với hệ thống server Windows Server, đồng thời dễ dàng triển khai sử dụng Với ưu điểm vượt trội so với cách bỏ phiếu truyền thống (cho phép bỏ phiếu từ xa, kiểm phiếu thống kê kết nhanh, loại bỏ sai sót có thao tác tay ), bỏ phiếu điện tử đem đến thuận tiện, đáp ứng tốt yêu cầu công việc, tạo điều kiện để thành viên hội đồng tham gia bỏ phiếu lúc nơi, kể cơng tác nước ngồi Rất thuận tiện ứng dụng rộng rãi đời sống 3.2.2 Sơ đồ khối hệ thống Android smart phone Khối Module A7 Khối Arduino Hệ thống hiển thị bỏ phiếu điện tử (webserver) Hình 3.4 Sơ đồ khối hệ thống 51 Sơ đồ khối hệ thống bỏ phiếu điện tử trình bày Hình 3.4 bao gồm: - Điện thoại android smart người dùng cài đặt chương trình hỗ trợ bình chọn Từ kết lựa chọn, chương trình mã hóa phiếu bầu, hiển thị nội dung lên hình, đồng thời gửi đến module A7 đặt phận kiểm phiếu - Khối module A7 có chức nhận liệu mã hóa từ ứng dụng android gửi liệu mã hóa đến vi điều khiển arduino để arduino xử lý - Khối arduino có chức nhận thông tin từ module A7 giải mã tổng kết bình chọn theo tính chất đồng cấu Elgamla, gửi nội dung phiếu tổng kết lên webserver - Khối hiển thị webserver có chức hiển thị tất nội dung phiếu mã hóa (Người xem khơng thể biết bình chọn có hay khơng) kết bình chọn (số người đồng ý khơng đồng ý) Cử tri xem nội dung phiếu gửi kiểm chưa thơng qua webserver (nhưng khơng thể giải thích cho người khác chọn có đồng ý hay khơng đồng ý, tránh tượng bán phiếu bầu) 52 3.2.3 Thiết kế chi tiết khối chức 3.1.1.1 Gửi nội dung phiếu bầu thông qua Android Smartphone Hình 3.5 Lưu đồ giải thuật tạo nội dung phiếu bầu Android Hình 3.5 mơ tả thuật tốn nhằm tạo nội dung phiếu bầu điện thoại Android sử dụng cơng cụ Android Studio Trong q trình bỏ phiếu, người dùng phải tiến hành đăng nhập theo số CMND mật ban bầu cử cấp cho (được thiết kế Hình 3.6) 53 Hình 3.6 Màn hình File Activity_login.xml (Design) Nếu người bỏ phiếu nhập mật mã, có nghĩa cử tri hợp lệ Màn hình điện thoại hiển thị tham số của hệ mã phần tử sinh, khóa cơng Người dùng click vào chọn có hay không Mỗi lựa chọn tạo cặp số X Y khác đặc trưng cho phiếu người dùng Cặp số gửi vi điều khiển Adruino thơng qua modul A7 Hình 3.7 Màn hình Activity_main.xml (Design) 3.1.1.2 Khối Module sim A7 A7 GPRS/GSM/GPS Shield module A7 GSM/ GPRS/ GPS Module A7 hỗ trợ chức cho kết nối GSM/GPRS Quad-Band (850 /900/1800/1900) Ngồi ra, hỗ trợ gọi, nhắn tin SMS, GPRS, GPS Hiểu 54 cách đơn giản module A7 điện thoại đơn giản A7 điều khiển AT UART, với mức logic 3.3V 4.2V Hình 3.8 Module sim A7 Thông Số Kĩ Thuật - Điện áp hoạt động: 3.3V-4.2V - Điện áp nguồn :>3.4V - Nhiệt độ hoạt động: -300 -> 800 - Kích thước: 22.8x19.8x2.5mm Tính Module A7 GPRS/GPS /GMS - Hỗ trợ gọi, nhắn tin SMS - Hỗ trợ GSM/GPRS với dải tần số 850, 900, 1800, 1900 MHz - GPRS Class 10 - Độ nhạy < -105 - Dữ liệu GPRS, tốc độ download: 85.6Kbps, upload: 42.8Kbps - Sử dụng tập lệnh AT giao thức TCP/IP - Hỗ trợ tiêu chuẩn GSM07.07, 07.05 - Có cổng serial,1 cổng để download cổng dành cho tập lệnh AT - Hỗ trợ audio (digital+analog) - Các chứng nhận ROHS, FCC, CE, CTA - STM 42PIN 55 Lưu ý sử dụng Module A7 GPRS/GPS /GMS - Khi kết nối phải đảm bảo thẻ SIM phải mở - Module A7 khơng có chức cách điện nên sử dụng phải đặt nơi khô ráo, độ ẩm thấp - Module A7 hỗ trợ tốc độ Baud 115200bps Ứng dụng module A7 Module GSM/GPRS/GPS A7 với kích thước nhỏ, mức tiêu thụ điện thấp làm việc với dải nhiệt độ rộng Có thể gửi tin nhắn, gọi điện, kết nối qua giao thức TCP/IP A7 giải pháp lý tưởng dành cho ứng dụng M2M, định vị, giám sát, điều khiển thiết bị, POS không dây ứng dụng M2M khác 3.1.1.3 Khối module Arduino Arduino UNO R3 kit Arduino UNO hệ thứ 3, với khả lập trình cho ứng dụng điều khiển phức tạp trang bị cấu hình mạnh cho loại nhớ ROM, RAM Flash, ngõ vào digital I/O có nhiều ngõ có khả xuất tín hiệu PWM, ngõ đọc tín hiệu analog chuẩn giao tiếp đa dạng UART, SPI, TWI (I2C) Hình 3.9 Module arduino Uno Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật Arduino nano v3.0 Vi điều khiển ATmega328P Điện áp hoạt động 5V Điện áp đầu vào (đề nghị) 7-12 V Điện áp đầu vào (có giới hạn) 6-20 V 56 14 (trong có cung cấp sản lượng Kỹ thuật số I / O Pins PWM) Pins Input Analog số DC I / O Pin 20 mA 32 KB ( ATmega328P ) 0.5 KB sử Bộ nhớ flash SRAM EEPROM dụng bootloader KB ( ATmega328P ) KB ( ATmega328P ) Tốc độ đồng hồ 16 MHz Chiều dài 68.6 mm Chiều rộng 53.4 mm Khối lượng 25 g Các chân chi tiết - GND (Ground): cực âm nguồn điện cấp cho Arduino UNO Khi bạn dùng thiết bị sử dụng nguồn điện riêng biệt chân phải nối với - 5V: cấp điện áp 5V đầu Dòng tối đa cho phép chân 500mA - 3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu Dòng tối đa cho phép chân 50mA - Vin (Voltage Input): để cấp nguồn cho Arduino UNO, bạn nối cực dương nguồn với chân cực âm nguồn với chân GND - IOREF: điện áp hoạt động vi điều khiển Arduino UNO đo chân Và dĩ nhiên ln 5V Mặc dù bạn khơng lấy nguồn 5V từ chân để sử dụng chức khơng phải cấp nguồn - RESET: việc nhấn nút Reset board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân RESET nối với GND qua điện trở 10KΩ 57 3.1.1.4 Web server thị thông tin bầu cử Web Serve: máy tính mà cài đặt phần mềm phục vụ Web, đơi người ta gọi phần mềm Web Server Tất Web Server hiểu chạy file *.htm và*.html, nhiên Web Server lại phục vụ số kiểu file chuyên biệt chẳng hạn IIS Microsoft dành cho *.asp, *.aspx…; Apache dành cho *.php…; Sun Java System Web Server SUN dành cho *.jsp… Khối hệ thống bỏ phiếu điện tử (web server) có chức server để lưu chữ giữ liệu thổng tin người cử chi Web server kết nối với máy tính điện thoại di động (cụ thể hệ điều hành android) thông qua mạng internet để thu thập thông tin từ điện thoại máy tính sau hiển thị kết lên trang web Hình 3.10 Web hiển thị kết bỏ phiếu 58 3.2.4 Một số kết đạt Sau tiến hành xây dựng phần cứng cài đặt phần mềm điện thoại di động website Hệ thống bỏ phiếu điện tử thử nghiệm cho 50 trường hợp bầu cử Hình 3.11 minh họa giao diện hình điện thoại cử tri đăng nhập vào hệ thống bỏ phiếu Hình 3.12 hiển thị kết sau cử tri lựa chọn “có” Với tham số hệ mã Elgamal phần tử sinh g=3, khóa cơng khai h=9 Lúc này, chương trình tự tạo số ngẫu nhiên K=2 (mật mã theo xác suất) Theo thuật tốn mã hóa Elgamal, kết minh họa cho lựa chọn “có” hai số X=9 Y=27 Mỗi lần bầu cử có số ngẫu nhiên k khác Vì vậy, nội dung X, Y niêm yết Website bầu cử Khơng chứng minh người dùng chọn có hay khơng (do phiếu ẩn danh không bán phiếu được) Người dùng thấy số X,Y sinh lự chọn niêm yết (chứng tỏ lựa chọn người dùng khơng bị thay đổi) Hình 3.11 Màn hình login 59 Hình 3.12 Màn hình hệ thống bỏ phiếu điện tử Hình 3.13 Kết bỏ phiếu hiển thị trang web Hình 3.13 minh họa kết kiểm phiếu đưa lên Website sau tính tốn giải mã Adruino Kết cho thấy 50 người bầu cử có 28 người đồng ý 22 người khơng dồng ý 60 Hình 3.14 Danh sách niêm yết trang web Hình 3.15 Kết bỏ phiếu hiển thị trang web (tiếp) 61 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, đồ án em đạt số kết sau: - Tìm hiểu tổng quan bỏ phiếu điện tử tốn bỏ phiếu điện tử - Trình bày sở lý thuyết an toàn bảo mật thơng tin, sở tốn học phương pháp mã hóa - Nghiên cứu tính chất đặc biệt sơ đồ chia sẻ bí mật Shamir tính chất đồng cấu hệ mã hoá Elgamal, đặc biệt tính chất sinh phối hợp hai hệ mật mã - Chỉ ứng dụng tính chất bỏ phiếu hay thăm dị từ xa mạng công khai (bỏ phiếu điện tử) - Xây dựng chương trình mơ kiểm chứng tốn bỏ phiếu dạng Có / khơng đồng ý tốn chọn L K Xây dựng mơ hình thực tế cho tốn bỏ phiếu có/khơng Trong q trình thử nghiệm mơ hình mơ phỏng, kết nhận hệ thống kiểm phiếu tương đối tốt Tuy nhiên, toán kiểm phiếu dừng lại phạm vi nghiên cứu luận văn toán bỏ phiếu có/khơng với số lượng cử tri nhỏ Vì vậy, theo quan điểm học viên, đề tài có số hướng phát triển sau: - Bổ trợ thêm số thủ như: xác thực quyền bầu cử cử tri, phân bổ khóa, xác định tính hợp lệ phiếu bầu…để tạo thành hệ thống bỏ phiếu điện tử hoàn chỉnh - Xây dựng thử nghiệm thực tế hệ thống bỏ phiếu chọn L/K có sử dụng ngưỡng Samir nhằm phân quyền kiểm phiếu cho thành viên ban kiểm phiếu - Thử nghiệm hệ thống với số lượng cử tri lớn để đánh giá khả tính tốn hệ thống áp dụng tính đồng cấu 62 Do giới hạn thời gian nghiên cứu kiến thức thân, luận văn khó tránh khỏi số sai sót định Học viên mong nhận đóng góp ý kiến thầy cơ, bạn đọc quan tâm để luận văn hoàn thiện Một lần học viên xin cảm ơn Thầy giáo TS Nguyễn Phương Huy tận tình giúp đỡ, hướng dẫn thời gian thực đề tài, cảm ơn giúp đỡ gia đình, bạn bè đồng nghiệp thời gian qua Thái Nguyên ngày tháng Người thực Bùi Văn Tú 63 năm 2020 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt: [1] Trịnh Nhật Tiến, Đặng Thu Hiền, Trương Thị Thu Hiền, Lương Việt Nguyên, Mã hóa đồng cấu ứng dụng, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ 26 (2010) 44-48 [2] Phan Đình Diệu, Giáo trình lý thuyết mật mã an tồn thơng tin, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 1999 Tiếng Anh: [3] D Chaum, Untraceable Electronic Mail, Return Addresses, and Digital Pseudonyms, Communications of the ACM 24(2), 1981, pp 84-88 [4] D Chaum, Blind Signatures for Untraceable Payments, CRYPTO '82, Plenum Press, 1982,199{203 [5] J Benaloh and D Tuinstra Receipt-free secret-ballot elections In STOC ’94, pages 544–553, 1994 [6] S Goldwasser, S Micali and C Rackoff The knowledge complexity of interactive proof systems In STOC ’85, pages 291-304 [7] Taher ElGamal "A Public-Key Cryptosystem and a Signature Schem Based on Discrete Logarithms" IEEE Transactions on Information Theory 31 (4): 469–472, 1984 [8] W Diffie and M E Hellman, "New Directions in Cryptography," IEEE Trans on Info Theory, Vol IT-22, Nov 1976, pp 644-654 (Invited Paper) [9] R Rivest, A Shamir, L Adleman A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-Key Cryptosystems Communications of the ACM, Vol 21 (2), pp 120–126 1978 [10] Zuzana Rjaskova, Electronic Voting Schemes, 2002 64 ... ? ?Bỏ phiếu điện tử? ?? Chương giới thiệu tổng quan bỏ phiếu điện tử, thành phần hệ thống qui trình bỏ phiếu điện tử Vai trò mật mã bỏ phiếu điện tử, tình tốn cụ thể phát sinh trình bỏ phiếu điện tử. .. biến bỏ phiếu Bỏ phiếu gồm: bỏ phiếu truyền thống bỏ phiếu điện tử 1.1.2 Khái niệm bỏ phiếu điện tử Bỏ phiếu điện tử phương pháp bỏ phiếu từ xa qua mạng thơng qua máy tính, thiết bị di động Bỏ phiếu. .. chung hệ thống bỏ phiếu điện tử 18 1.3.1 Các thành phần hệ thống bỏ phiếu điện tử 18 1.3.2 Các giai đoạn bỏ phiếu điện tử 19 1.4 Giới thiệu số hệ thống bỏ phiếu điện tử thực