NAU Harvester System
Automation of voting processes for joint-stock companies using a homomorphic cryptosystem and block-chain technology
Наукові журнали Національного Авіаційного Університету
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
Automation of voting processes for joint-stock companies using a homomorphic cryptosystem and block-chain technology
Метод проведения голосования среди акционеров на блокчейне используя криптосистему Пейе и распределенную генерацию ключей Метод проведення голосування серед власників акцій на блокчейні, використовуючи криптосистему Пейе та розподілену генерацію ключів |
|
| Creator |
Мунін, Владислав Валентинович; Київський національний університет ім. Т.Шевченка
Сальніков, Андрій Олександрович; Київський національний університет ім. Т.Шевченка |
|
| Subject |
Information security
blockchain; Paillier cryptographic system; consensus; public key; private key; smart contract UDC 004.043 Информационная безопасность блокчейн; криптосистема Пейе; консенсус; публичный ключ; приватный ключ; смарт контракт УДК 004.043 Інформаційна безпека блокчейн; криптосистема Пейе; консенсус; публічний ключ; приватний ключ; розумний контракт УДК 004.043 |
|
| Description |
In the article is proposed a method for conducting a safe voting among shareholders with the preservation of the secrecy of each vote and obtaining a trusted result on the basis of the use of the Paillier cryptographic system, which implements the additive property of ciphertexts. On the basis of the proposed method, the voting protocol using the blockchain technology was implemented. This technology provides a trusted transaction processing environment. The theoretical concepts of technology of the block transaction chain, the mechanism of homomorphic encryption, distributed key generation are briefly outlined. The step-by-step algorithm of operation of the system is given, the main technical aspects and advantages of using decentralized technologies for data storage and processing are described. Existing decisions in the area of voting systems were investigated and a comparative analysis was made. On the basis of the analysis, the main criteria for holding a safe voting process were formed. The method of distributed key generation among participants of the system is briefly described taking into account the differences between the keys of the Paillier cryptosystem from the standard RSA keys. The paper describes in detail the algorithm of the hierarchical generation of shareholder keys. Using this algorithm allows to optimize the process of storing and processing cryptographic materials on a client application. The feasibility of using smart contract technology, which is a decentralized application with a shared data storage environment and consensus algorithm, was also disclosed and substantiated. Contracts represent an algorithm for processing transaction data in the network, allowing to check the rules of operation of the system and conduct logical operations on the data in a secure way. This method can be used to conduct voting in consortia, joint stock companies and private networks, to be integrated into decentralized data storage systems to provide a secure decision mechanism.
В работе предложен метод проведения безопасного голосования среди владельцев акций с сохранением секретности каждого голоса и получением доверенного результата на основе использования криптографической системы Пейе, которая реализует аддитивное свойство зашифрованных текстов. На основе предложенного метода выполнено имплементацию протокола голосования с использованием технологии блокчейн, которая обеспечивает доверительную систему обработки транзакций. Кратко изложены теоретические понятия технологии блочной цепочки транзакций, механизма гомоморфного шифрования, распределенной генерации ключей. Приведен пошаговый алгоритм функционирования системы, описаны основные технические аспекты и преимущества применения децентрализованных технологий для хранения и обработки данных. Были исследованы существующие решения в области проведения голосований и приведен сравнительный анализ. На основе проведенного анализа были сформированы основные критерии проведения безопасного процесса голосования. Кратко описан метод распределенной генерации ключей среди участников системы с учетом различий ключей криптосистемы Пейе от стандартных RSA ключей. В работе подробно описано алгоритм иерархической генерации ключей акционера. Использование этого алгоритма дает возможность оптимизировать процесс хранения и обработки криптографических материалов в клиентском приложении. Также была раскрыта и обоснована целесообразность использования технологии умных контрактов, которые являются децентрализованными приложениями с общим средой хранения данных и консенсус алгоритмом. Контракты представляют собой алгоритм обработки данных транзакций в сети, позволяют проверять правила функционирования системы и проводить логические операции над данными в защищенный способ. Приведенный метод может использоваться для проведения голосований в консорциумах, акционерных обществах и частных сетях, быть интегрирован в децентрализованных систем хранения данных для обеспечения безопасного механизма принятия решений. У статті запропоновано метод проведення безпечного голосування серед власників акцій зі збереженням секретності кожного голосу та отриманням довіреного результату на основі використання криптографічної системи Пейе, яка реалізує адитивну властивість шифротекстів. На основі запропонованого методу виконано імплементацію протоколу голосування з використанням технології блокчейн, що забезпечує довірене середовище обробки транзакцій. Коротко викладено теоретичні поняття технології блочного ланцюжку транзакцій, механізму гомоморфного шифрування, розподіленої генерації ключів. Наведено покроковий алгоритм функціювання системи, описано основні технічні аспекти та переваги застосування децентралізованих технологій для збереження та обробки даних. Було досліджено існуючі рішення в галузі проведення голосувань та приведено порівняльний аналіз. На основі проведеного аналізу було сформовано основні критерії проведення безпечного процесу голосування. Стисло описано метод розподіленої генерації ключів серед учасників системи з урахуванням відмінностей ключів криптосистеми Пейе від стандартних RSA ключів. У роботі докладно описано алгоритмом ієрархічної генерації ключів акціонера. Використання цього алгоритму дає можливість оптимізувати процес збереження та обробки криптографічних матеріалів на клієнтському застосунку. Також було розкрито та обґрунтовано доцільність використання технології розумних контрактів, які є децентралізованими застосунками із спільним середовищем зберігання даних та консенсус алгоритмом. Контракти являють собою алгоритм обробки даних транзакцій у мережі, дозволяють перевіряти правила функціювання системи та проводити логічні операції над даними у захищений спосіб. Наведений метод може використовуватись для проведення голосувань у консорціумах, акціонерних товариствах та приватних мережах, бути інтегрований до децентралізованих систем зберігання даних для забезпечення безпечного механізму прийняття рішення. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2019-08-30
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
application/pdf application/pdf |
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/Infosecurity/article/view/13839
10.18372/2225-5036.25.13839 |
|
| Source |
Безпека інформації; Том 25, № 2 (2019); 117-121
Безопасность информации; Том 25, № 2 (2019); 117-121 Ukrainian Scientific Journal of Information Security; Том 25, № 2 (2019); 117-121 |
|
| Language |
uk
|
|