Neue E-Voting Systeme Transparenz statt Geheimhaltung

Transkript

1 Technik und Informatik / RISIS Neue E-Voting Systeme Transparenz statt Geheimhaltung Eric Dubuis, Stephan Fischli

2 Gefahren bei Internetwahlen (1) InnoTalk 7. Dezember

5 Inhalt 1. Einführung 2. Situation in der Schweiz 3. Anforderungen an E-Voting-Systeme 4. Konzept eines verifizierbaren E-Voting-Systems 5. Fazit und Ausblick InnoTalk 7. Dezember

7 E-Banking vereinfacht Vertrag Bank kennt Kunde Dienste: Bargeldbezug (Bancomat) E-Banking (Internet) InnoTalk 7. Dezember

8 E-Banking Ablauf SSL / TLS Authentifizierung Aufträge InnoTalk 7. Dezember

9 E-Banking Angriffspunkte SSL / TLS InnoTalk 7. Dezember

10 E-Banking Malware SSL / TLS an A an A ok an B an B ok InnoTalk 7. Dezember

11 E-Banking Auszug InnoTalk 7. Dezember

12 E-Banking Fazit Die Kundin / der Kunde merkt am Ende der Abrechnungsperiode, wenn etwas nicht stimmt... und wie ist es bei E-Voting? InnoTalk 7. Dezember

13 E-Voting Bürger Verwaltung Verfassung, Gesetze, Verordnungen, Prozesse

14 E-Voting vereinfacht Stimme Resultat InnoTalk 7. Dezember

15 E-Voting vereinfacht Stimme Resultat Eine Attacke ist dann erfolgreich, wenn niemand etwas merkt

16 E-Voting als Black Box -System Fragen: Wurde meine Stimme gezählt? Wurde richtig gezählt? Wurden nur berechtigte Stimmen gezählt?

18 Warum braucht es E-Voting? Auslandschweizer (Gesetz) Quelle: swissinfo.ch Höhere Wahlbeteiligung (Internet-Generation) Bessere Effizienz, geringere Kosten InnoTalk 7. Dezember

19 E-Voting in der Schweiz (1) Quelle: Bundeskanzlei InnoTalk 7. Dezember

20 E-Voting in der Schweiz (2) Drei kantonale Systeme Einsatz auf allen 3 politischen Ebenen Abstimmungen, Wahlen Rolle Bundeskanzlei (vote électronique) koordiniert E-Voting-Aktivitäten bewilligt den Einsatz von E-Voting-Systemen InnoTalk 7. Dezember

21 Massnahmen zur Bildung von Vertrauen Aufgabentrennung Unabhängige Software Begleitende Prozeduren Sicherheitsevaluation Verifizierbarkeit Forschung! InnoTalk 7. Dezember

22 E-Voting-Gruppe der BFH Berner Fachhochschule, Technik und Informatik Research Institute for Security in the Information Society (RISIS) Mitglieder Eric Dubuis, Stephan Fischli, Rolf Haenni, Reto Koenig 1 wissenschaftlicher Mitarbeiter, 1 Doktorand 2 Master-Studenten Aktiv seit anfangs 2008 Swiss E-Voting Workshops BK-Konzept, Projekte Publikationen InnoTalk 7. Dezember

24 Anforderungen beim E-Voting (1) Wahlberechtigung Nur Wahlberechtigte, 1 Stimme pro Wahlberechtige(r) Authentifizierung (wer?) Autorisierung (stimmberechtigt / noch nicht gewählt?) Integrität Stimmen können nicht geändert werden Stimmen können nicht entfernt oder hinzugefügt werden Korrektheit Alle gültigen Stimmen wurden im Resultat berücksichtigt Wahlgeheimnis Stimme ist geheim InnoTalk 7. Dezember

25 Anforderungen beim E-Voting (2) Anonymität Kein Rückschluss auf die einzelnen Wähler Gerechtigkeit Keine Teilresultate vor Urnenschluss Individuelle Verifizierbarkeit Stimme richtig erfasst und gezählt Universelle Verifizierbarkeit Alle Stimmen richtig erfasst und gezählt InnoTalk 7. Dezember

26 Nicht-fachliche Anforderungen Verfügbarkeit/Robustheit des Systems Sicherheit trotz unsicheren Client-Plattformen Effizienz der Stimmabgabe und Resultatermittlung Benutzerfreundlichkeit und Barrierefreiheit... und diese machen die Sache nicht leichter! InnoTalk 7. Dezember

28 Herausforderung Entwicklung eines E-Voting-Systems mit teilweise widersprüchlichen Anforderungen: Verifizierbarkeit Wahlgeheimnis Anonymität Wahlberechtigung InnoTalk 7. Dezember

29 Kryptografische Zutaten Schlüssel und Zertifikate (PKI) Digitale Signaturen Asymmetrische Verschlüsselung Mix-Netzwerke Zero-Knowledge-Beweise Threshold-Systeme Blinde Signaturen Anonyme Kanäle Homomorphe Auszählung InnoTalk 7. Dezember

30 Inhalt 1. Einführung 2. Situation in der Schweiz 3. Anforderungen an E-Voting-Systeme 4. Konzept eines verifizierbaren E-Voting-Systems Idee des Anschlagbretts Protokollbeschreibung 5. Fazit und Ausblick InnoTalk 7. Dezember

31 Idee des Anschlagbretts (1) Wählende veröffentlichen ihre Stimmen mit ihrem Namen Wahlb. Wähler Anschlagbrett Anna: ja ja Beat: nein Clara: ja ja David: ja ja Eva: hallo Felix: nein ja: ja: 3 nein: 2 InnoTalk 7. Dezember

32 Idee des Anschlagbretts (2) Wählende verschlüsseln ihre Stimmen Wahlb. Wähler Anschlagbrett Anna: Beat: Clara: David: Eva: Felix: ja: ja: 3 nein: 2 InnoTalk 7. Dezember

33 Idee des Anschlagbretts (3) Zähler entschlüsselt Stimmen Zähler Wahlb. Wähler Anschlagbrett Anna: Beat: Clara: David: Eva: Felix: ja ja nein ja ja ja ja hallo nein ja: ja: 3 nein: 2 InnoTalk 7. Dezember

34 Idee des Anschlagbretts (4) Verschlüsselte Stimmen werden gemischt Mischer Zähler Wahlb. Wähler Anschlagbrett Anna: Beat: Clara: David: Eva: Felix: nein ja ja hallo ja ja nein ja ja ja: ja: 3 nein: 2 InnoTalk 7. Dezember

35 Idee des Anschlagbretts (5) Verschlüsselte Stimmen werden kryptografisch gemischt Mischer Zähler Wahlb. Wähler Anschlagbrett Anna: Beat: Clara: David: Eva: Felix: nein ja ja hallo ja ja nein ja ja ja: ja: 3 nein: 2 InnoTalk 7. Dezember

36 Idee des Anschlagbretts (6) Mischer beweist die Korrektheit des Mischens Mischer Zähler Wahlb. Wähler Anschlagbrett Anna: Beat: Clara: David: Eva: Felix: nein ja ja hallo ja ja nein ja ja ja: ja: 3 nein: 2 Σ InnoTalk 7. Dezember

37 Idee des Anschlagbretts (7) Wählende stimmen mit einem Pseudonym ab Mischer Zähler Wahlb. Wähler Anschlagbrett A2: B6: C4: D1: E3: F5: nein ja ja hallo ja ja nein ja ja ja: ja: 3 nein: 2 Σ InnoTalk 7. Dezember

38 Idee des Anschlagbretts (8) Pseudonyme werden von der Wahlbehörde zertifiziert Wahlb. Mischer Zähler Wahlb. Wähler Anschlagbrett (Anna,A2) A2: (Beat,B6) B6: (Clara,C4) C4: (David,D1) D1: (Eva,E3) E3: (Felix,F5) F5: nein ja ja hallo ja ja nein ja ja ja: ja: 3 nein: 2 Σ InnoTalk 7. Dezember

39 Idee des Anschlagbretts (9) Pseudonyme werden kryptografisch gemischt Wahlb. Mischer Mischer Zähler Wahlb. Wähler (Anna,A2) (Beat,B6) (Clara,C4) (David,D1) (Eva,E3) (Felix,F5) b7 e4 c5 c5 f6 f6 d2 a3 Anschlagbrett b7: e4: c5: f6: d2: a3: nein ja ja hallo ja ja nein ja ja ja: ja: 3 nein: 2 Σ Σ InnoTalk 7. Dezember

40 Idee des Anschlagbretts (10) Wahlbehörde veröffentlicht Wählerverzeichnis Wahlb. Zertst. Mischer Mischer Zähler Wahlb. Wähler Anna Beat Clara David Felix (Anna,A2) (Beat,B6) (Clara,C4) (David,D1) (Eva,E3) (Felix,F5) b7 c5 c5 f6 f6 d2 a3 Anschlagbrett b7: e4: c5: f6: d2: a3: nein ja ja ja ja nein ja ja ja: ja: 3 nein: 2 Σ Σ InnoTalk 7. Dezember

41 Inhalt 1. Einführung 2. Situation in der Schweiz 3. Anforderungen an E-Voting-Systeme 4. Konzept eines transparenten E-Voting-Systems Idee des Anschlagbretts Protokollbeschreibung 5. Fazit und Ausblick InnoTalk 7. Dezember

42 Protokoll: Akteure Zertifizierung Wahlbehörde Mischer Wähler Anschlagbrett Zähler InnoTalk 7. Dezember

43 Protokoll: Setup Schlüsselpaar erzeugen Schlüsselpaar erzeugen Zertifizierung Wahlbehörde Schlüsselpaar erzeugen Zertifikat Zertifikat Zertifikat Mischer Wähler Anschlagbrett Zertifikat Zähler Schlüsselpaar erzeugen InnoTalk 7. Dezember

44 Protokoll: Registrierung Wähler authentifizieren Zertifizierung Wahlbehörde Pseudonym Zertifikat Zertifikat Mischer Wähler Anschlagbrett Pseudonym erzeugen Zähler InnoTalk 7. Dezember

45 Protokoll: Wahlvorbereitung Zertifizierung Wahlbehörde Pseudonyme mischen Wahlmaterial Wählerverzeichnis Wählerzertifikate Mischer Wähler Anschlagbrett Gemischte Pseudonyme Zähler InnoTalk 7. Dezember

46 Protokoll: Stimmabgabe Zertifizierung Wahlbehörde Mischer Wähler Pseudonym Stimme Anschlagbrett Stimme verschlüsseln Zähler InnoTalk 7. Dezember

47 Protokoll: Wahlnachbereitung (1) Zertifizierung Wahlbehörde Stimmen mischen Verschlüsselte Stimmen Mischer Wähler Anschlagbrett Gemischte Stimmen Zähler InnoTalk 7. Dezember

48 Protokoll: Wahlnachbereitung (2) Zertifizierung Wahlbehörde Mischer Wähler Anschlagbrett Gemischte Stimmen Klartextstimmen Zähler Stimmen entschlüsseln InnoTalk 7. Dezember

49 Protokoll: Auszählung Stimmen auszählen Zertifizierung Wahlbehörde Klartextstimmen Resultat Mischer Wähler Anschlagbrett Zähler InnoTalk 7. Dezember

50 Et voilà! InnoTalk 7. Dezember

52 Fazit Ergebnis: Die meisten der Anforderungen sind erfüllt Offene Probleme: Anschlagbrett versus Langzeitsicherheit Anschlagbrett versus Nötigung Italian Attack Problem der unsicheren Plattform Wahlgerät mit Wahlkarte InnoTalk 7. Dezember

53 UniVote-Projekt als Proof of Concept Umfeld Universitäten Bern und Zürich, BFH Studentenratswahlen Anforderungen Authentifizierung über SWITCHaai keine vorgängige Registrierung Datenschutz Protokolländerungen gegenüber Konzept Wählerinnen / Wähler können sich auch erst während des Wahlvorgangs registrieren InnoTalk 7. Dezember

54 Roadmap der Bundeskanzlei Schrittweiser Ausbau (Strategische Planung 2011) Erhöhung der Limiten: aktuell 10% Schweiz; 20% Kantone bei Ständemehr Dritter Bericht zuhanden des Bundesrats InnoTalk 7. Dezember

55 Kontakt RISIS E-Voting-Gruppe Dr. Eric Dubuis Dr. Rolf Haenni Dr. Stephan Fischli InnoTalk 7. Dezember