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随着科技的不断发展,当今时代人们的工作、学习、生活等多种活动依赖于互联网实现。在这个科技化的时代,人们表达民主的方式也逐渐由原来的纸质投票转变为现如今的电子投票。随着信息安全技术的发展,现如今的电子投票大多建立在密码学之上。电子投票因其便捷的特性,日益受到人们的青睐。然而电子投票中所暴露出来的安全问题成为人们所关注的重点,如何保证电子投票中的匿名性、隐私性、安全性和公开可验证性等成为一个值得关注的问题。针对现有电子投票中存在的各种问题,本文基于数字签名算法和全同态加密算法提出了一种多候选人电子投票方案。本文的主要研究内容如下:(1)针对电子投票中存在的问题,引入了椭圆曲线数字签名算法和全同态加密算法。相较于传统的RSA数字签名算法,椭圆曲线数字签名算法的密钥尺寸更短(相同安全性能下),签名速度更快,更适用于电子投票场景,能更好地解决电子投票中的身份认证问题;全同态加密算法用于实现对加密选票的同态计算,两者相结合,可以有效实现电子投票中的匿名性和公开可验证性。(2)针对电子投票中计票私密性的问题,本文设计了一种同态计票器。在无需解密密钥的情况下,该同态计票器可对密文选票进行计票操作,从而计票工作能够交由任何不可信第三方完成,满足了电子投票设计的隐私性及安全性的要求。此外,引入SIMD密文打包技术对该同态计票器进行优化,实现了同态计票过程的更快速运作,使其更易用于实际场景。(3)根据电子投票系统的各项安全性要求,结合数字签名算法和全同态加密算法设计了一种多候选人电子投票方案,并实现了一个原型系统,该系统面向投票端,友好、易用,可以安全有效的运行,满足电子投票的基本使用需求。