• Journal of Information Processing Systems
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• 제7권3호
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• pp.549-560
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• 2011

Vote validity proof and verification is an efficiency bottleneck and privacy drawback in homomorphic e-voting. The existing vote validity proof technique is inefficient and only achieves honest-verifier zero knowledge. In this paper, an efficient proof and verification technique is proposed to guarantee vote validity in homomorphic e-voting. The new proof technique is mainly based on hash function operations that only need a very small number of costly public key cryptographic operations. It can handle untrusted verifiers and achieve stronger zero knowledge privacy. As a result, the efficiency and privacy of homomorphic e-voting applications will be significantly improved.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권1호
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• pp.287-304
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• 2022

With the development of quantum computers, ring signature schemes based on large integer prime factorization, discrete logarithm problem, and bilinear pairing are under threat. For this reason, we design a ring signature scheme based on lattice with a fixed verification key. Compared with the previous ring signature scheme based on lattice, our design has a fixed verification key and does not disclose the signer's identity. Meanwhile, we propose an anonymous electronic voting scheme by using our ring signature scheme based on lattice and (t, n) threshold scheme, which makes up for the lack of current anonymous electronic voting that cannot resist attacks of the quantum computer. Finally, under standard model (SM), we prove that our ring signature scheme based on lattice is anonymous against the full-key exposure, and existentially non-forgeable against insider corruption. Furthermore, we also briefly analyze the security of our anonymous electronic voting scheme.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권5호
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• pp.1847-1870
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• 2021

With the development of information and communication technologies, especially wireless networks and cell phones, the e-voting system becomes popular as its cost-effectiveness, swiftness, scalability, and ecological sustainability. However, the current e-voting schemes are faced with the problem of privacy leakage and further cause worse vote-buying and voter-coercion problems. Moreover, in large-scale voting, some previous e-voting system encryption scheme with pairing operation also brings huge overhead pressure to the voting system. Thus, it is a vital problem to design a protocol that can protect voter privacy and simultaneously has high efficiency to guarantee the effective implementation of e-voting. To address these problems, our paper proposes an efficient unidirectional proxy re-encryption scheme that provides the re-encryption of vote content and the verification of users' identity. This function can be exactly applied in the e-voting system to protect the content of vote and preserve the privacy of the voter. Our proposal is proven to be CCA secure and collusion resistant. The detailed analysis also shows that our scheme achieves higher efficiency in computation cost and ciphertext size than the schemes in related fields.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권1호
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• pp.166-183
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• 2013

It requires a lot of costs and manpower to manage an election. The electronic voting scheme can make the election system economic and trustful. The widespread use of smart phones causes mobile voting to be a major issue. The smart phone can be used as a mobile voting platform since it can carry out many services in addition to basic telephone service. To make mobile voting practical and trustful, we analyzed two subjects of study. Firstly, the way to make a biometric based mobile ID, which has legal binding forces. In mobile voting, user identification is accomplished on line since the voter should be able to vote wherever they go. The digital ID conducts a similar role to the need for a resident card. The user's identity is bound to the resident card legally. To bind the user's identity to the smart phone, we use USIM. Biometric recognition is also needed to authenticate the user, since the user cannot prove him or her on line face-to-face. The proposed mobile ID can be reissued by means of introducing a random secret value. Secondly, the mobile voting scheme is proposed where candidates can accept election results without doubt. The goal of an election is to select a leader among two or more candidates. Existing electronic voting schemes mainly focus on the study of ballot verification accomplished by voters. These approaches are not safe against collusion attacks where candidates and the election administration center are able to collude to fabricate election results. Therefore, a new type of voting and counting method is needed where candidates can directly take part in voting and counting stages. The biometric based multi-signature scheme is used to make the undeniable multi-signed ballot. The ballot cannot be verified without the help of all candidates. If candidates accept election results without a doubt, the fairness of the election is satisfied.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권8호
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• pp.253-262
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• 2023

전자투표는 정해진 장소에서의 키오스크 투표, 정해지지 않은 장소에서의 인터넷 투표 등의 행위를 포함한 개념으로, 오프라인 투표 수행 시 많은 자원과 비용이 소모되는 문제를 완화하기 위해 등장했다. 전자투표를 사용하면 투표 및 개표 업무의 효율성 증대, 비용 감소, 투표율 상승, 오류 감소 등 기존 투표시스템에 비해 많은 이점을 가진다. 하지만 중앙집중식 전자투표는 타인에 의한 데이터 위·변조 및 해킹 우려로 투표 결과를 신뢰할 수 없어 공적 선거 및 기업 안건 투표에 주목받지 못했다. 이를 해결하기 위해 최근에는 블록체인 기술을 활용한 전자투표 시스템을 설계하여 투표정보의 신뢰성 증가, 투명성 확보 등 기존의 전자투표에서 부족한 개념을 보완하는 연구가 활발히 진행되어왔다. 본 논문에서는 퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인을 융합하여 사용하는 하이브리드 블록체인 기술을 도입한 전자투표 시스템을 제안하였다. 하이브리드 블록체 인은 프라이빗 블록체인을 이용해 느린 트랜잭션 처리 속도와 수수료 문제를 해결하고, 퍼블릭 블록체인을 통해 거래의 투명성과 데이터 무결성 부족 문제를 보완할 수 있다. 또한, 설계한 시스템을 BaaS로 구현하여 블록체인의 타입 변환 용이성 및 확장성을 확보하고 강력한 연산력을 제공할 수 있도록 한다. BaaS란, Blockchain as a Service의 약어로 클라우드 컴퓨팅 기술 중 하나이며 인터넷을 통해 블록체인 플랫폼 및 소프트웨어를 제공하는 서비스를 의미한다. 본 논문에서는 타당성을 평가하기 위해 제안시스템과 국내외에서 진행한 전자투표 관련 연구를 블록체인 타입, 익명성, 검증 프로세스, 스마트 계약, 성능, 확장성 측면에서 비교 분석한다.

• 경영정보학연구
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• 제25권4호
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• pp.47-65
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• 2023

본 논문에서는 투표의 본질적 속성인 4대 원칙을 기반으로 온라인투표시스템이 어떻게 신뢰를 구현할 수 있는지 기술적 관점에서 조망해 본다. 이는 오프라인투표가 온라인투표보다 더 안전하고 신뢰할 수 있다는 기존의 믿음을 투표 절차와 기술적 원리를 기반으로 정교하게 평가해 보려는 것이다. 많은 연구들이 온라인투표시스템을 위한 아이디어를 제시해왔지만 투표의 요구조건 관점에서 절차적으로 엄밀히 따져보지 않았고 또 현실적 수용의 측면에서 검증이 미진한 경우가 많았다. 이에 본 연구는 온라인투표시스템이 어떻게 투표라는 과정의 엄격한 요구조건을 충족시키고 있는지 현업에서 검증된 기술을 중심으로 분석해본다. 일반적 데이터 보안에 더하여 온라인투표는 데이터 위·변조 및 부정행위 방지와 검증을 위한 기술이 더 필요하다. 뿐만 아니라 외부자는 물론이고 관리자 및 시스템 자체에게도 투표데이터가 노출되면 안 되는 고도의 기밀성이 요구된다. 이를 위해 은닉서명, 비트위임, 키분할 등을 활용하며 블록체인 기반 투표일 경우 익명성을 보장하기 위해 믹스넷과 영지식증명이 필요하다. 본 연구에서는 이론적으로 설명되고 있는 보안기술들을 실제 서비스하고 있는 현업의 시스템을 기반으로 고찰해봄으로써 온라인투표시스템의 현황을 진단한다. 이러한 시도는 온라인투표 보안기술에 대한 이해를 높이고 온라인투표의 적용 확장성을 조망하여 보다 신뢰 기반 투표 메커니즘을 구축하는데 기여할 것이다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권3호
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• pp.895-905
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• 2018

여론조사는 특정 사안에 대하여 사회 집단의 성향을 알아보기 위한 수단으로서 현대 사회에 강한 영향력을 미치고 있다. 이처럼 여론 조사의 영향력이 커짐에 따라 결과물의 위·변조의 문제점이 중요한 이슈로 나타나게 되었으며 여론조사의 신뢰성을 보장하기 위한 새로운 방안이 필요한 실정이다. 이더리움 블록체인은 이를 위한 해결방안으로서 신뢰성이 보장되는 블록체인 기술을 이용하는 분산 어플리케이션을 개발하기 위한 환경이다. 이더리움 분산 어플리케이션은 스마트 컨트랙트를 활용하여 사용자를 위한 서비스들을 투명하고 신뢰성 있게 제공할 수 있다. 본 논문에서는 위·변조가 사실상 불가능한 분산 장부 관리기법인 블록체인을 이용하여 신뢰성을 보장하는 여론조사 기법에 대하여 제안한다. 제안하는 기법은 여론조사 결과물에 대한 여론조사 대상자 개인 및 검증 기관의 견고한 검증 기능을 제공한다. 또한, 제안하는 기법의 유효성을 확인하기 위하여 프라이빗 이더리움 블록체인 네트워크에서 동작하는 여론조사 분산 어플리케이션을 개발한다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권10호
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• pp.147-156
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• 2023

Electronic voting machines (EVMs) are replacing research ballots due to the errors involved in the manual counting process and the lengthy time required to count the votes. Even though these digital recording electronic systems are advancements, they are vulnerable to tampering and electoral fraud. The suspected vulnerabilities in EVMs are the possibility of tampering with the EVM's memory chip or replacing it with a fake one, their simplicity, which allows them to be tampered with without requiring much skill, and the possibility of double voting. The vote data is shared among all network devices, and peer-to-peer verification is performed to ensure the vote data's authenticity. To successfully tamper with the system, all of the data stored in the nodes must be changed. This improves the proposed system's efficiency and dependability. Elections and voting are fundamental components of a democratic system. Various attempts have been made to make modern elections more flexible by utilizing digital technologies. The fundamental characteristics of free and fair elections are intractability, immutability, transparency, and the privacy of the actors involved. This corresponds to a few of the many characteristics of blockchain-like decentralized ownership, such as chain immutability, anonymity, and distributed ledger. This working research attempts to conduct a comparative analysis of various blockchain technologies in development and propose a 'Blockchain-based Electronic Voting System' solution by weighing these technologies based on the need for the proposed solution. The primary goal of this research is to present a robust blockchain-based election mechanism that is not only reliable but also adaptable to current needs.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제48차 하계학술발표논문집 21권2호
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• pp.11-13
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• 2013

무선 센서 네트워크는 개방된 환경에서 무작위로 배치되어 악의적인 공격자들에게 쉽게 노출된다. 센서 노드는 한정된 에너지 자원과 손쉽게 훼손된다는 단점을 통해 허위 보고서와 투표 삽입 공격이 발생한다. Li와 Wu는 두 공격을 대응하기 위해 확률적 투표기반 여과기법을 제안하였다. 확률적 투표기반 여과기법은 고정적인 검증 경로를 결정하기 때문에 특정 노드의 에너지 자원고갈 위험이 있다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서 보고서 여과 확률 향상을 위하여 퍼지 시스템을 기반으로 다음 노드 선택을 약 6% 효율적인 경로 선택 방법을 제안한다. 제안 기법은 전달 경로 상의 노드 중 상태정보가 높은 노드를 검증 노드로 선택하고, 선택된 검증 노드는 허용 범위 경계 값을 기준으로 공격 유형을 판별하고 여과한다. 실험결과를 통해 제안기법은 기존기법과 비교하였을 때 에너지 효율이 향상되었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.97-107
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• 2008

PC 그리드 환경에서 각 PC 자원(인터넷에 연결된 PC)이 수행한 작업 결과에 대한 정확성 검증은 중요한 문제이다. 이제까지 PC 그리드 환경에서는 작업 결과에 대한 정확성을 보장하기 위한 결과검증 기법으로 투표기반 기법이나 신용기반 기법이 사용되어 왔다. 그러나 이들 기법들은 동적인 연산 환경에 효과적으로 대처하지 못하여 자원 활용의 낭비와 높은 연산 지연을 초래할 수 있는 단점을 갖고 있다. 이러한 단점을 해결하고자 본 논문에서는 신용도(credibility)와 가용성(availability)을 기반으로 하는 PC 자원의 분포 정보를 결과검증 과정에 도입한다. 이러한 정보를 사용하여, 각 PC 자원의 신용도를 평가하여 작업 결과의 정확성을 판단하고 동시에 PC 자원의 가용성 정보를 이용하여 동적 환경에 대처하는 새로운 결과검증 기법을 제안한다. 제안하는 결과검증 기법의 효율성을 증명하기 위해서 국내의 대표적 PC 그리드 시스템인 Korea@Home 시스템의 자원 분포 정보를 활용하여 제안 기법의 성능을 전체작업의 반환시간과 자원사용량의 관점에서 평가하고 다른 결과검증 기법들과 비교하여 우수성을 보인다.