信息安全概论 作业6 访问控制

题目

设计一个投票系统APP，投票信息关乎隐私，一般采用无记名投票，但在网络上投票具有可溯源性，明文传输别人窃听，就会知道投票人投谁的票。为了保护隐私、又要确认每个人都投了票，要求设计一款APP。

软件需求：

1. 采用网络服务器server + 用户手机app模式，
2. 主要功能包括：注册、登陆、报名参加选举人、app投票、统计公布选举结果。
3. 投票，单选，内容为各选举人加弃权。
4. 确认每个人都投了票，而且投了有效票。
5. 任何人（包括服务器管理员）也不能知道投票人投了什么票。
6. 网络传输要防止窃听。

设计要求：

1. 写清楚你的系统为了完成上述功能要求，设计了那些功能模块，每个模块有什么功能；
2. 写清楚你的认证协议，要核实身份，是不是有效注册用户；
3. 写清楚你是如何保证隐私不被别人得到的；
4. 写清楚如何保证无法伪造投票。

解答

模块设置

模块名称	模块功能
注册/登录模块	负责处理用户的注册和登录
报名模块	负责处理用户报名参加选举人的操作
投票模块	负责处理投票
统计模块	负责处理投票状态、统计票数、公布选举结果

认证协议与防伪造

使用Kerberos协议。它可以保证信息传输过程中防止窃听和篡改。
同时使用公钥私钥的机制，达到防伪造的目的。

用户通过Kerberos服务获得了与服务器交流的ticket，并在注册/登录过程中使用服务器的公钥加密注册/登录信息发送给服务器，服务器用自己的私钥解密，经过注册/登录模块的处理，将回应用用户的公钥加密，用户接收到之后用自己私钥解密，完成注册/登录过程，确认有效用户。

隐私保护

由于服务器管理员可能通过查看消息的来源从而得知谁投了什么票，我的思路就是，想办法让服务器不能直接知道消息来源于哪个用户。于是，我引入了一个代理服务器：

仍然是使用Kerberos服务，不过，在投票时，用户（C）与代理服务器（R）进行身份认证而不直接将信息发送到服务器（S），而代理服务器（R）与服务器（S）进行身份认证，这样保证了信息交流过程的安全性。

首先，用户C将自己的投票信息先用服务器（S）的公钥加密，再用代理服务器（R）的公钥加密：

\(K_R[K_S[Msg]]\)

将加密后的信息发送给代理服务器（R），由于代理服务器（R）没有服务器（S）的私钥，因此无法查看真正的用户的投票信息。代理服务器（R）将这个加密投票信息用自己的私钥解密后，再发送给服务器（S）。服务器（S）收到信息后用自己的私钥解密后就得到了用户的投票信息，然而投票信息中只写了投给谁，而没有是谁投的这个信息。并且由于所有的投票信息都是代理服务器（R）发来的，因此服务器（R）也不知道这个投票究竟来源于哪个用户，在Kerberos协议的保护下，它只知道投票信息是可信的。