aalto1 untyped-item.component.html
A technical introduction to electronic voting: Privacy and verifiability in the helios voting system
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Bachelor's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
SCI3027
Degree programme
Language
en
Pages
51
Series
Abstract
As technology has advanced, a large part of societal functions have become digitalized. However, the democratic voting process has not been subject to this phenomenon. Internet-based voting systems are challenging to implement, since they need to fulfill all the security requirements of traditional elections.
This bachelor’s thesis analyzes a web-based, open-source electronic voting system called Helios. The thesis is conducted as a literature review, and its research material mainly consists of scientific articles published in conference proceedings. The thesis presents formal definitions for the security properties of privacy and verifiability in the context of electronic voting systems. These definitions are used to evaluate the extent to which Helios and its different versions satisfy the conditions of these properties. Furthermore, this thesis examines the technical weaknesses of the Helios protocol and other factors that hinder the broader adoption of electronic voting systems in governmental elections.
The thesis concludes that various formal definitions exist for both privacy and verifiability in literature. Additionally, the thesis reveals that none of the Helios versions fully satisfy the security properties presented in the thesis. Furthermore, the study also finds that Helios’16, a voting protocol based on Helios, is recommended for use when implementing the next official version of Helios, since this variant is provably private and verifiable. However, the work also identifies remaining issues in Helios, such as insufficient mechanisms to prevent vote buying, for example. As future work, it is thus essential to study how existing voting protocols can be improved further to encompass an even broader range of security properties.
Teknologian kehityksen myötä suuri osa nyky-yhteiskunnan toiminnoista on digitalisoitunut, mutta demokraattinen äänestysprosessi on säilynyt pitkälti perinteisenä. Internettiä hyödyntävät äänestämisjärjestelmät ovat haasteellisia toteuttaa, sillä niiden tulisi täyttää kaikki klassisissa vaaleissa esiintyvät turvallisuusvaatimukset.
Tämä kandidaatintyö tutkii selainpohjaista, avoimen lähdekoodin sähköistä äänestämisjärjestelmää nimeltä Helios. Työ toteutetaan kirjallisuuskatsauksena, jonka tutkimusaineisto koostuu pääasiassa konferenssijulkaisuissa ilmestyneistä tieteellisistä artikkeleista. Työssä esitetään formaaleja määritelmiä yksityisyyttä ja todennettavuutta kuvaaville turvallisuusominaisuuksille sähköisten äänestämisjärjestelmien kontekstissa. Näiden määritelmien avulla tarkastellaan, kuinka Helios ja sen eri versiot täyttävät määritelmien mukaiset ehdot. Lisäksi työssä perehdytään Helioksen teknisiin heikkouksiin sekä muihin tekijöihin, jotka rajoittavat sähköisten äänestämisjärjestelmien laajempaa käyttöönottoa valtakunnallisissa vaaleissa.
Työssä todetaan, että yksityisyyttä ja todennettavuutta kuvaaville turvallisuusominaisuuksille esiintyy lukuisia formaaleja määritelmiä alan kirjallisuudessa. Lisäksi työssä käy ilmi, ettei mikään Helioksen eri versioista täytä työssä esitettyjä turvallisuusominaisuuksia. Tutkimuksessa selviää, että Heliokseen pohjautuvaa äänestämisprotokollaa Helios’16:ta on suotavaa soveltaa Helioksen seuraavassa virallisessa versiossa, sillä se on todistetusti yksityinen ja todennettavissa. Työssä kuitenkin havaitaan, että Heliokseen liittyy vielä ongelmia esimerkiksi äänien ostamisen ehkäisyn suhteen. Jatkotutkimuksen kannalta onkin oleellista tutkia, kuinka olemassa olevia äänestämisprotokollia voidaan kehittää kattamaan vielä suurempi määrä turvallisuusominaisuuksia.