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NetVote: A Strict-Coercion Resistance Re-Voting Based Internet Voting Scheme with Linear Filtering

internet voting
coercion-resistance
data privacy
zero knowledge
homomorphic encryption
usability
Iñigo Querejeta-Azurmendi, David Arroyo Guardeño, Jorge L. Hernández-Ardieta, and Luis Hernández Encinas
Mathematics, 8 (9), 1618 (2020), 37 pp., Special Issue "Mathematics Cryptography and Information Security" (Q1, Mathematics, F.I. 1.747)
https://doi.org/10.3390/math8091618

This paper proposes NetVote, an internet voting protocol where usability and ease in deployment are a priority. We introduce the notion of strict coercion resistance, to distinguish between vote-buying and coercion resistance. We propose a protocol with ballot secrecy, practical everlasting privacy, verifiability and strict coercion resistance in the re-voting setting. Coercion is mitigated via a random dummy vote padding strategy to hide voting patterns and make re-voting deniable. This allows us to build a filtering phase with linear complexity, based on zero knowledge proofs to ensure correctness while maintaining privacy of the process. Voting tokens are formed by anonymous credentials and pseudorandom identifiers, achieving practical everlasting privacy, where even if dealing with a future computationally unbounded adversary, vote intention is still hidden. It is not assumed for voters to own cryptographic keys prior to the election, nor store cryptographic material during the election. This property allows voters not only to vote multiple times, but also from different devices each time, granting the voter a vote-from-anywhere experience. This paper builds on top of the paper published in CISIS’19. In this version, we modify the filtering. Moreover, we formally define the padding technique, which allows us to perform the linear filtering scheme. Similarly we provide more details on the protocol itself and include a section of the security analysis, where we include the formal definitions of strict coercion resistance and a game based definition of practical everlasting privacy. Finally, we prove that NetVote satisfies them all.

Funding

This research has been partially supported by Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO), Agencia Estatal de Investigación (AEI), and European Regional Development Fund (ERDF, EU), through project COPCIS, grant number TIN2017-84844-C2-1-R, and by Comunidad de Madrid (Spain) through project CYNAMON, grant number P2018/TCS-4566-CM, co-funded along with ERDF.

GiCSI

proyecto/s relacionado/s

  • Cybersecurity, Network Analysis and Monitoring for the Next Generation Internet. CYNAMON
    Plan Regional de Investigación Científica e Innovación Tecnológica (Comunidad de Madrid), Fondos Feder, Fondo Social Europeo
  • Criptografía para Optimizar la Privacidad y la CIberSeguridad (COPCIS)
    Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016, Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad (AEI), Fondos Feder
Departamento de Acústica y Evaluación No Destructiva (DAEND)
  • GAA: Grupo de Acústica ambiental
  • G CARMA: Grupo de Caracterización de materiales mediante evaluación no destructiva
  • ULAB: Ultrasonidos para el análisis de líquidos y bioingeniería
Departamento de Tecnologías de la Información y Las Comunicaciones (DTIC)
  • GiCP: Grupo de investigación en Ciberseguridad y Protección de la Privacidad
  • GICSI: Grupo de investigación en Criptología y Seguridad de la Información
    • LCQE: Laboratorio de Comunicaciones Cuánticas
  • PSUM: Grupo de Procesamiento de Señal en sistemas Ultrasónicos Multicanal
Departamento de Sensores y Sistemas Ultrasónicos (DSSU)
  • GSTU: Grupo de Sistemas y tecnologías ultrasónicas
  • NoySI: Grupo de Nanosensores y Sistemas Inteligentes
  • RESULT: Resonadores ultrasónicos para cavitación y micromanipulación
  • SENSAVAN: Grupo de Tecnología de Sensores Avanzados
  • QE: Electrónica Cuántica
Laboratorios
  • Laboratorio de Acústica
  • Laboratorio de Metrología Ultrasónica Médica (LMUM)
  • Laboratorio de Comunicaciones Cuánticas
  • Laboratory for International Collaboration in Advanced Biophotonics Imaging

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