ПРОТОКОЛИ І АЛГОРИТМИ ЕЛЕКТРОННОГО ГОЛОСУВАННЯ - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
| Галузь знань | 12 Інформаційні технології |
| Спеціальність | 126 Інформаційні системи та технології |
| Освітня програма | Інтегровані інформаційні системи, Інформаційне забезпечення робототехнічних систем, Інформаційні управляючі системи та технології |
| Статус дисципліни | Вибіркова |
| Форма навчання | очна(денна)/заочна/дистанційна |
| Рік підготовки, семестр | 4 курс, осінній семестр |
| Обсяг дисципліни | 4 кредити; Денна: 120 годин (36 годин – Лекції, 18 годин – Лабораторні, 66 годин – СРС) Заочна: 120 годин (6 годин – Лекції, 6 годин – Лабораторні, 108 годин – СРС) |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | Залік/залікова робота, модульна контрольна робота |
| Розклад занять | http://rozklad.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лектор: канд.техн.наук, доцент, Полторак Вадим Петрович, роб. +38(044)204-94-31 Лабораторні: Нестерук Андрій Олександрович |
| Розміщення курсу | https://campus.kpi.ua |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчення та результати навчання
Опис дисципліни. При опануванні матеріалом даної дисципліни, студенти познайомляться з поняттями, що дозволяють описати процеси, алгоритми та протоколи електронного голосування, що відбувається віддалено за допомогою Інформаційно-телекомунікаційної системи (ІТКС) на базі ІТ технології. В теоретичному і практичному плані, існує вже кілька десятків систем e-Voting (електронного голосування), різних за своїми властивостями. Реально у різних країнах світу використовується до десятка своїх власних систем e-Voting, кожна з яких має свої переваги і недоліки. Будь-які вибори, де приймають участь три зацікавлені сторони: виборці, кандидати, третя (довірена?) сторона – організатор виборів, мають нарізно спрямовані вектори своїх інтересів, які перетинаються лише у одній точці – провести вибори. Всі три сторони мають прийняти обраним кандидата, оголошеного організатором виборів, але об’єктивно вони зацікавлені у різному: виборці воліють прийняти обраним того кандидата, за якого віддана більшість голосів, а кожен кандидат воліє, щоби оголосили обраним саме його. Організатор виборів більш за все зацікавлений оголосити вибори такими, що відбулися, щоби унеможливити претензії до себе. Досвід останніх десятиліть демонструє і більш складні сценарії і зацікавленості сторін. Як забезпечити справедливе, чесне електронне голосування? Справедливий, неупереджений підрахунок голосів при дистанційному варіанті голосування? Уникнути ефектів соціальної інженерії, корупційних чи просто агресивних впливів на виборців, кандидатів і організатора виборів? Тільки максимальною прозорістю процесів е-голосування. Шукаємо разом.
Предмет навчальної дисципліни: Протоколи і алгоритми електронного голосування для забезпечення надійного, достовірного (виключає фальшування), безпечного і транспарентного для всіх сторін і учасників (забезпечує достовірну перевірку), проведення і фіксації волевиявлення на виборах будь-якого рівня (від виборів старости студентської групи і представників у органи студентського самоврядування, до виборів народних депутатів і президента країни). Міжнародний досвід та вітчизняні розробки (наприклад, розробка університету КНУБА, м. Київ).
Міждисциплінарні зв’язки. Дисципліна Протоколи і алгоритми електронного голосування базується на наступних дисциплінах: математичний аналіз, алгебра, дискретна математика, Теорія інформації та кодування, комп’ютерні мережі, захист інформації в комп’ютерних системах і мережах, Безпека інформаційних систем, різні операційні системи, мови і середовища програмування (наприклад, UNIX-BSD, Java, С, Python, тощо). Дисципліна Протоколи і алгоритми електронного голосування, дає здобувачеві вищої освіти важливі знання, уміння і практичний досвід у актуальній предметній області e-Voting. Дисципліна демонструє гармонійне поєднання ряду важливих для суспільства соціальних дисциплін (суспільствознавство, філософія, логіка, історія, тощо) з Інформаційними системами та технологіями і забезпечує здобувачеві вищої освіти природній вихід на один із актуальних предметних майданчиків для переддипломної практики та виконання і захисту кваліфікаційної роботи.
Мета навчальної дисципліни. Підготовка висококваліфікованих фахівців, які володіють основними поняттями Протоколів і алгоритмів електронного голосування для забезпечення надійного, достовірного (виключає фальшування), безпечного і транспарентного для всіх сторін і учасників (забезпечує достовірну перевірку), проведення і фіксації волевиявлення на виборах будь-якого рівня (від виборів старости студентської групи і представників у органи студентського самоврядування, до виборів народних депутатів і президента країни). Шляхи створення і налаштування відповідного програмного забезпечення та апаратної інфраструктури, відповідних Протоколів і алгоритмів (процедур виконання функціональних завдань е-Voting і забезпечення вимог їх максимальної транспарентності для всіх учасників виборчого сценарію). Дисципліна ПАЕГ формує поєднання ряду суспільноважливих соціальних дисциплін (суспільствознавство, філософія, логіка, історія, тощо) з Інформаційними системами та технологіями і забезпечує здобувачеві вищої освіти природній вихід на один із актуальних предметних майданчиків для переддипломної практики та виконання і захисту кваліфікаційної роботи.
Основні завдання навчальної дисципліни
Знання:
ролі та місця систем електронного голосування e-Voting в суспільстві та в середовищі інформаційної технології;
головних вимог до організації і проведення безпечних е-виборів;
етапів виконання основних відомих протоколів електронного голосування;
класу протоколів зі сліпими підписами;
голосування із двома центральними комісіями;
принципів безпечного голосування з однією центральною комісією;
принципів голосування без центральної виборчої комісії;
протоколів без підтвердження (убезпечують від покупки та продажу голосів виборців);
безпечних обчислень із кількома учасниками;
анонімне широкомовне передавання повідомлень;
електронна готівка; анонімна електронна готівка.
Уміння:
аналізувати предметну область, визначену рамками e-Voting
формулювати і перевіряти вимоги до організації і проведення безпечних е-виборів;
моделювати основні етапи відомих протоколів електронного голосування;
використовувати клас протоколів зі сліпими підписами у е-виборах;
моделювати і виконувати протоколи голосування із двома центральними комісіями;
моделювати і виконувати протоколи безпечного голосування з однією центральною комісією;
моделювати і виконувати протоколи безпечного голосування без центральної виборчої комісії;
моделювати і виконувати протоколи безпечного голосування без підтвердження;
виконувати протоколи безпечних обчислень із кількома учасниками;
виконувати протоколи анонімного широкомовного передавання повідомлень;
моделювати протоколи анонімної електронної готівки;
Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Пререквізити: Базові знання з: математичний аналіз, алгебра, дискретна математика, Теорія інформації та кодування, комп’ютерні мережі, захист інформації в комп’ютерних системах і мережах, Безпека інформаційних систем, різні операційні системи, мови і середовища програмування (наприклад, UNIX-BSD, Java, С, Python, тощо).
Постреквізити: моделювання, проектування, реалізація та дослідження систем e-Voting електронного голосування. Після проходження дисципліни студенти зможуть відтворити та застосовувати базові етапи створення Протоколів і алгоритмів електронного голосування для забезпечення надійного, достовірного (виключає фальшування), безпечного і транспарентного для всіх сторін і учасників (забезпечує достовірну перевірку), проведення і фіксації волевиявлення на виборах будь-якого рівня (від виборів старости студентської групи і представників у органи студентського самоврядування, до виборів народних депутатів і президента країни). Створювати і налаштовувати відповідне програмне забезпечення та апаратну інфраструктуру, відповідні Протоколи і алгоритми (процедури виконання функціональних завдань е-Voting і забезпечення вимог їх максимальної транспарентності для всіх учасників виборчого сценарію).
Зміст навчальної дисципліни
Лекційні заняття
Розділ 1. Загальні положення та визначення з систем електронного голосування e-Voting
Розділ 2. Головні вимоги до організації і проведення безпечних е-виборів
Розділ 3. Моделювання основних протоколів проведення безпечних е-виборів
Розділ 4. Моделювання протоколів е-виборів з центральною комісією та без неї
Розділ 5. Протоколи е-голосування без підтвердження
Розділ 6. Безпечні обчислення з кількома учасниками
Розділ 7. Анонімне широкомовне передавання повідомлень, електронна готівка
Розділ 8. Апаратна інфраструктура, протоколи, алгоритми та програмне забезпечення вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА (В.М. Вишняков, м. Київ).
Лабораторні заняття
1. Простий протокол е-голосування 1.
2. Простий протокол е-голосування 2.
3. Протоколи е-голосування зі сліпими підписами.
4. Протоколи е-голосування з двома, однією та без центральної комісії.
5. Протоколи е-голосування з перемішуванням.
6. Протоколи е-голосування з розділенням комісії на незалежні частини.
7. Протоколи без підтвердження (уникнення покупки та продажу голосів виборців).
8. Дослідження експериментальної системи е-голосування (наприклад, університету КНУБА).
Навчальні матеріали та ресурси
Базова література
Полторак В.П. Теорія інформації та кодування: Підручник // Ю.П. Жураковський, В.П. Полторак. - Київ: Вища школа, 2001. - 255 с., іл.
Вышняков В.М. Транспарентные системы электронной демократии // В.М. Вышняков, О.А. Комарницкий / Accent Graphics Communications & Publishing, Оттава, Канада, 2019. – 228 p.
Vadym Poltorak. The New Concept of Guaranteeing Confidence in the E-voting System / Yurii Khlaponin, Volodymyr Vyshniakov, Mykhailo Prygara, Vadym Poltorak // 2020 IEEE International Conference on PROBLEMS OF INFOCOMMUNICATIONS. SCIENCE AND TECHNOLOGY (PIC S&T′2020), Online, Kharkiv, 6-9 October 2020. - Kharkiv: Kharkiv National University of Radio and Electronics, 2020. - 6 pages. Постійна web-адреса розташування доповіді №174 (.mp4 file in PIC S&T′2020 YouTube Channel): [Electronic source] -https://www.youtube.com/playlist?list=PLZWIW-s4Zaz4WE1gjmirQjH4ga-yKyoRO
Lombardi E. Electronic Vote & Democracy. URL [Electronic source] – http://www.electronic-vote.org .
Полторак В.П. Інформаційна безпека та захист даних в комп’ютерних технологіях і мережах. Частина 1 : [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. Освітньої програми «Інтегровані інформаційні системи», спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології» / КПІ ім. Ігоря Сікорського, уклад.: В.П. Полторак. – Електронні текстові дані (1 файл: 1,9 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 78 с. Адреса постійного розташування за uri - https://ela.kpi.ua/handle/123456789/38326 .
Шнайер Б. Прикладная криптография. Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си. - М.: Изд-во ТРИУМФ, 2002. – 816 с.
Допоміжна література
-
- Stallings. Protect Your Privacy: A Guide for POP Users, Englewood Clifts, N.J.; Prentice-Hall, 1995.
-
- Stallings. Network and Internetwork Security, Englewood Clifts, N.J.; Prentice-Hall, 1995.
The electronic voting in Estonia. [Electronic source]. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Электронное\_голосование\_в\_Эстонии*.*
Свод рекомендуемых норм при проведении выборов [Electronic source] – https://online.zakon.kz/Document/?doc_id=30926744#pos=16;-47
Основополагающие документы Венецианской комиссии в области избирательного права и политических партий [Electronic source] – www.venice.coe.int/images/SITE%20IMAGES/Publications/ElectionsandPP_RUS.pdf .
Schneier B. What's Wrong With Electronic Voting Machines? [Electronic source] –https://www.schneier.com/essays/archives/2004/11/whats_wrong_with_ele.html
Навчальний контент
Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Очна форма
Лекційні заняття
| № з/п | Назва теми лекції та перелік основних питань (перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС) |
|---|---|
| 1 | Тема 1.1. Структура та зміст курсу ПАЕГ. Лекція 1. Структура та зміст курсу ПАЕГ. Структура та зміст курсу. ПАЕГ, РСО. Загальні поняття та визначення у галузі ПАЕГ. Література: [1, Гл.1,2,3; 2, Гл.1; 3; 5] Завдання на СРС. Загальні поняття та визначення ПАЕГ та e-Voting. |
| 2 | Лекція 2. Вступ. Загальні поняття та визначення ПАЕГ. Загальні поняття та визначення ПАЕГ. Протоколи та алгоритми електронного голосування як інформаційна модель предметної області e-Voting. Література: [1, Гл.1,2,3; 2, Гл.1; 3; 5] Завдання на СРС. Загальні поняття та визначення ПАЕГ та e-Voting. |
| 3 | Тема 1.2. Загальні положення та визначення з систем електронного голосування. Лекція 3. Загальні відомості про реальні e-Voting системи. Міжнародний досвід. Література: [1, Гл.1,2,3; 2, Гл.1; 3; 5] Завдання на СРС. Загальні поняття та визначення ПАЕГ та e-Voting. |
| 4 | Тема 2.1. Головні вимоги до організації і проведення безпечних е-виборів. Лекція 4. Вимоги до організації і проведення безпечних е-виборів. Визначення вимог до організації і проведення безпечних е-виборів. Література: [2, Гл.1; 3; 5; Доп. 3; 4; 5; 8]. Завдання на СРС. Визначення вимог до організації і проведення безпечних е-виборів. |
| 5 | Тема 2.2. Принципи e-Voting. Лекція 5. Принципи організації і проведення безпечних е-виборів. Визначення і забезпечення принципів e-Voting: Конфіденційність, як забезпечення анонімності легальних виборців і їх вибору; Безпечність для сторони виборчого сценарію, як уникнення загроз обману з боку інших сторін; Надійність, як забезпечення точного підрахунку голосів; Транспарентність (прозорість), як забезпечення максимальної відкритості для моніторингу процесів виборчої системи і процедури з боку спостерігачів та виборців. Література: [2, Гл.1; 3; 5; Доп. 3; 4; 5; 8]. Завдання на СРС. Визначення вимог і забезпечення принципів e-Voting, детальний розгляд, порівняльний аналіз важливості головних принципів. |
| 6 | Тема 3.1. Моделювання основних протоколів проведення безпечних е-виборів. Лекція 6. Моделювання простих протоколів проведення безпечних е-виборів. Простий протокол проведення безпечних е-виборів. Переваги та недоліки простого протоколу проведення безпечних е-виборів. Аналіз загроз безпеці у сценаріях простого протоколу проведення безпечних е-виборів. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання на СРС. Переваги та недоліки простого протокола проведення безпечних е-виборів. |
| 7 | Тема 3.1. Моделювання основних протоколів проведення безпечних е-виборів. Лекція 7. Моделювання модифікованого простого протоколу проведення безпечних е-виборів. Модифікований простий протокол проведення безпечних е-виборів. Переваги та недоліки модифікованого простого протоколу проведення безпечних е-виборів. Аналіз загроз безпеці у сценаріях модифікованого простого протоколу проведення безпечних е-виборів. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання на СРС. Переваги та недоліки модифікованого простого протоколу проведення безпечних е-виборів. Аналіз загроз безпеці у сценаріях модифікованого простого протоколу проведення безпечних е-виборів. |
| 8 | Тема 3.2. Протоколи е-голосування зі сліпими підписами. Лекція 8. Протоколи надійного підтвердженого інформаційного обміну зі сліпими підписами. Моделювання процедур надійного підтвердженого інформаційного обміну зі сліпими підписами. Визначення, сценарії і алгоритми сліпого підпису. Властивості, переваги та недоліки процедур зі сліпими підписами. Аналіз загроз безпеці у сценаріях інформаційного обміну зі сліпими підписами. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання на СРС. Переваги та недоліки процедур зі сліпими підписами. Аналіз загроз безпеці у сценаріях інформаційного обміну зі сліпими підписами. |
| 9 | Тема 3.2. Протоколи е-голосування зі сліпими підписами. Лекція 9. Моделювання протоколів е-голосування зі сліпими підписами. Визначення, сценарії і алгоритми сліпого підпису. Протоколи е-голосування зі сліпими підписами. Переваги та недоліки протоколів е-голосування зі сліпими підписами. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування зі сліпими підписами. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання на СРС. Переваги та недоліки протоколів е-голосування зі сліпими підписами. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування зі сліпими підписами. |
| 10 | Тема 4.1. Протоколи е-голосування з двома, однією та без центральної комісії. Лекція 10. Моделювання протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Моделювання протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання для СРС. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. |
| 11 | Тема 4.1. Протоколи е-голосування з двома, однією та без центральної комісії. Лекція 11. Моделювання протоколів е-голосування з однією центральною комісією. Моделювання протоколів е-голосування з однією центральною комісією. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з однією центральною комісією. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з однією центральною комісією. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання для СРС. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з однією центральною комісією. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з однією центральною комісією. |
| 12 | Тема 4.2. Сценарії та протоколи е-голосування без центральної комісії. Лекція 12. Сценарії та протоколи е-голосування без центральної комісії. Моделювання сценаріїв та протоколів е-голосування без центральної комісії. Переваги та недоліки протоколів е-голосування без центральної комісії. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування без центральної комісії. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 5; 7]. Завдання для СРС. Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування без центральної комісії. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування без центральної комісії. |
| 13 | Тема 5. Протоколи е-голосування з перемішуванням. Лекція 13. Протоколи і алгоритми е-голосування з перемішуванням. Визначення термінів у сценаріях з перемішуванням. Протоколи і алгоритми е-голосування з перемішуванням. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з перемішуванням. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з перемішуванням. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4]. Завдання для СРС. Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування з перемішуванням. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з перемішуванням. |
| 14 | Тема 6. Протоколи е-голосування з розділенням комісії на незалежні частини. Лекція 14. Протоколи е-голосування з розділенням комісії на незалежні частини. Визначення і сценарії протоколів з розділенням. Розділення відповідальності, розділення секрета. Протоколи і алгоритми е-голосування з розділенням відповідальності, з розділенням секрета комісії на частини. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з розділенням секрета. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з розділенням секрета. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання для СРС. Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування з розділенням секрета. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з розділенням секрета. |
| 15 | Тема 7. Протоколи анонімного широкомовного передавання повідомлень (АШПП). Лекція 15. Протоколи е-голосування з анонімним широкомовним передаванням повідомлень. Протоколи анонімного широкомовного передавання повідомлень (АШПП). Визначення і сценарії протоколів анонімного широкомовного передавання повідомлень. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з АШПП. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з АШПП. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання для СРС. Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування з АШПП. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з АШПП. |
| 16 | Тема 8. Апаратна інфраструктура, протоколи, алгоритми та програмне забезпечення вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА (В.М. Вишняков, м. Київ). Лекція 16. Апаратна інфраструктура, протоколи, алгоритми вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА Апаратна інфраструктура, протоколи, алгоритми вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА. Література: [2, Гл.6; 4], Доп. [8]. Завдання для СРС. Аналіз переваг і недоліків вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА. |
| 17 | Тема 8. Апаратна інфраструктура, протоколи, алгоритми та програмне забезпечення вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА (В.М. Вишняков, м. Київ). Лекція 17. Програмне забезпечення вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА Програмне забезпечення вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА. Література: [2, Гл.6; 4], Доп. [8]. Завдання для СРС. Аналіз переваг і недоліків програмного забезпечення вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА. |
| 18 | Лекція 18. Модульна контрольна робота (МКР) На модульну контрольну роботу виносяться базові поняття теорії е-голосування, протоколи і алгоритми е-голосування в узагальненому вигляді. Студенти мають продемонструвати знання засвоєних протоколів і і алгоритмів е-голосування, механізми і взаємодію їх компонент. Завдання включають теоретичну та практичну частини. Модульна контрольна робота може розбиватися на 2-4 (коротші за часом) частини і пропонуватися по-частинах для виконання студентами протягом навчального семестру, викладач завчасно повідомляє студентів про теми, порядок і час проведення МКР, або її частин. Завдання для СРС. Повторити матеріал курсу лекцій та лабораторних занять. |
Лабораторні заняття
| № | Назва лабораторної роботи | Кількість ауд. годин |
|---|---|---|
| 1 | Лабораторна робота 1. Простий протокол е-голосування 1. Проаналізувати, змоделювати та дослідити Простий протокол е-голосування 1. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Література: [4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 2 | Лабораторна робота 2. Простий протокол е-голосування 2. Проаналізувати, змоделювати та дослідити Простий протокол е-голосування 2. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Література: [4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 3 | Лабораторна робота 3. Протоколи е-голосування зі сліпими підписами. Проаналізувати, змоделювати та дослідити протокол е-голосування зі сліпими підписами. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Приділити увагу алгоритмам і механізмам сліпого підпису. Література: [4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 4 | Лабораторна робота 4. Протокол е-голосування з однією центральною виборчою комісією. Проаналізувати, змоделювати та дослідити протокол е-голосування з однією центральною комісією. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Приділити увагу алгоритмам і механізмам безпечної комунікації з виборчою комісією. Література: [2; 3; 4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 5 | Лабораторна робота 5. Протокол е-голосування з двома виборчими комісіями. Проаналізувати, змоделювати та дослідити протокол е-голосування з двома виборчими комісіями. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Приділити увагу алгоритмам і механізмам безпечної комунікації з виборчою комісією. Література: [2; 3; 4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 6 | Лабораторна робота 6. Протокол е-голосування без центральної комісії. Проаналізувати, змоделювати та дослідити протокол е-голосування без центральної виборчої комісії. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Приділити увагу алгоритмам і механізмам безпечної комунікації у сценарії. Література: [2; 3; 4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 7 | Лабораторна робота 7. Протоколи е-голосування з перемішуванням. Проаналізувати, змоделювати та дослідити протокол е-голосування з перемішуванням. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Приділити увагу алгоритмам і механізмам безпечної комунікації з виборчою комісією. Література: [2; 3; 4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 8 | Лабораторна робота 8. Протоколи е-голосування з розділенням комісії на незалежні частини. Проаналізувати, змоделювати та дослідити протокол е-голосування з розділенням секрета комісії на частини. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Приділити увагу алгоритмам і механізмам розділення відповідальності, розділення секрета та безпечної комунікації з виборчою комісією. Література: [2; 3; 4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 9 | Лабораторна робота 9. Протоколи без підтвердження (уникнення покупки та продажу голосів виборців). Проаналізувати, змоделювати та дослідити протокол е-голосування без підтвердження. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Приділити увагу алгоритмам і механізмам уникнення підтвердження виборцем свого вибору під час голосування перед сторонніми особами (блокування підстав і умов покупки та продажу голосів виборців). Література: [2; 3; 4; 5 Гл.6]. |
2 |
Самостійна робота студента/аспіранта
|
Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Загальні поняття та визначення ПАЕГ та e-Voting. | 4 |
| 2 | Визначення вимог і забезпечення принципів e-Voting, детальний розгляд, порівняльний аналіз важливості головних принципів. | 6 |
| 3 | Переваги та недоліки простих протоколів проведення безпечних е-виборів. Аналіз загроз безпеці у сценаріях простих протоколів проведення безпечних е-виборів. | 6 |
| 4 | Переваги та недоліки протоколів е-голосування зі сліпими підписами. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування зі сліпими підписами. | 6 |
| 5 | Переваги та недоліки протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з однією центральною комісією. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з однією центральною комісією. | 6 |
| 6 | Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування без центральної комісії. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування без центральної комісії. | 6 |
| 7 | Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування з перемішуванням. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з перемішуванням. | 2 |
| 8 | Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування з розділенням секрета. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з розділенням секрета. | 4 |
| 9 | Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування без підтвердження (уникнення покупки та продажу голосів виборців) | 4 |
| 10 | Дослідження алгоритмічного, програмного та апаратного забезпечення експериментальної системи е-голосування університету КНУБА | 6 |
| 11 | Підготовка до заліку по всьому матеріалу модуля. | 16 |
Заочна форма
Лекційні заняття (6 год)
| 1 | Тема 2.1. Головні вимоги до організації і проведення безпечних е-виборів. Лекція 1. Вимоги до організації і проведення безпечних е-виборів. Визначення вимог до організації і проведення безпечних е-виборів. Література: [2, Гл.1; 3; 5; Доп. 3; 4; 5; 8]. Завдання на СРС. Визначення вимог до організації і проведення безпечних е-виборів. |
|---|---|
| 2 | Тема 2.2. Принципи e-Voting. Лекція 2. Принципи організації і проведення безпечних е-виборів. Визначення і забезпечення принципів e-Voting: Конфіденційність, як забезпечення анонімності легальних виборців і їх вибору; Безпечність для сторони виборчого сценарію, як уникнення загроз обману з боку інших сторін; Надійність, як забезпечення точного підрахунку голосів; Транспарентність (прозорість), як забезпечення максимальної відкритості для моніторингу процесів виборчої системи і процедури з боку спостерігачів та виборців. Література: [2, Гл.1; 3; 5; Доп. 3; 4; 5; 8]. Завдання на СРС. Визначення вимог і забезпечення принципів e-Voting, детальний розгляд, порівняльний аналіз важливості головних принципів. |
| 3 | Тема 3.1. Моделювання основних протоколів проведення безпечних е-виборів. Лекція 6. Моделювання простих протоколів проведення безпечних е-виборів. Простий протокол проведення безпечних е-виборів. Переваги та недоліки простого протоколу проведення безпечних е-виборів. Аналіз загроз безпеці у сценаріях простого протоколу проведення безпечних е-виборів. Література: [5, Гл.6; 4], Доп. [4; 7]. Завдання на СРС. Переваги та недоліки простого протокола проведення безпечних е-виборів. |
Лабораторні заняття (6 год.)
| № | Назва лабораторної роботи | Кількість ауд. годин |
|---|---|---|
| 1 | Лабораторна робота 1. Простий протокол е-голосування 1. Проаналізувати, змоделювати та дослідити Простий протокол е-голосування 1. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Література: [4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 2 | Лабораторна робота 2. Простий протокол е-голосування 2. Проаналізувати, змоделювати та дослідити Простий протокол е-голосування 2. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Література: [4; 5 Гл.6]. |
2 |
| 3 | Лабораторна робота 3. Протоколи е-голосування зі сліпими підписами. Проаналізувати, змоделювати та дослідити протокол е-голосування зі сліпими підписами. Результатом проведеної роботи повинна бути модель протоколу, або його компонент, дослідження і аналіз механізмів його (їх) виконання. Аналіз і демонстрація загроз правильному виконанню. Приділити увагу алгоритмам і механізмам сліпого підпису. Література: [4; 5 Гл.6]. |
2 |
Самостійна робота студента
|
Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Загальні поняття та визначення ПАЕГ та e-Voting. | 10 |
| 2 | Визначення вимог і забезпечення принципів e-Voting, детальний розгляд, порівняльний аналіз важливості головних принципів. | 10 |
| 3 | Переваги та недоліки простих протоколів проведення безпечних е-виборів. Аналіз загроз безпеці у сценаріях простих протоколів проведення безпечних е-виборів. | 10 |
| 4 | Переваги та недоліки протоколів е-голосування зі сліпими підписами. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування зі сліпими підписами. | 10 |
| 5 | Переваги та недоліки протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з двома центральними комісіями. Переваги та недоліки протоколів е-голосування з однією центральною комісією. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з однією центральною комісією. | 10 |
| 6 | Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування без центральної комісії. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування без центральної комісії. | 8 |
| 7 | Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування з перемішуванням. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з перемішуванням. | 10 |
| 8 | Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування з розділенням секрета. Аналіз загроз безпеці у сценаріях протоколів е-голосування з розділенням секрета. | 8 |
| 9 | Дослідження переваг та недоліків протоколів е-голосування без підтвердження (уникнення покупки та продажу голосів виборців) | 8 |
| 10 | Дослідження алгоритмічного, програмного та апаратного забезпечення експериментальної системи е-голосування університету КНУБА | 10 |
| 11 | Підготовка до заліку по всьому матеріалу модуля. | 14 |
Політика та контроль
Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Система вимог, які ставляться перед студентом:
відвідування лекційних та лабораторних занять, є обов’язковими складовими вивчення матеріалу;
самостійне опрацювання студентом визначених тем СРС шляхом читання відповідних розділів рекомендованої літератури, розв’язку контрольних задач, відповідей на контрольні запитання є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;
на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом; демонструє приклади задач за відповідними темами; використовує спільний гугл-диск для викладання матеріалів лекцій, власних підручників, навчальних посібників, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інших; викладач відкриває доступ до певної директорії гугл-диска для скидання електронних лабораторних звітів, видачі завдань та отримання контрольних робіт (МКР), використовує інші канали комунікацій (e-mail, Telegram, тощо);
на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу, усі питання, уточнення та ін. студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час;
лабораторні роботи захищаються у два етапи – перший етап: студенти виконують завдання на допуск до захисту лабораторної роботи; другий етап – захист лабораторної роботи. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;
модульні контрольні роботи можуть розбиватися на частини меншої тривалості, за темами, і пишуться на лекційних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети, література та ін.) за принципом хронометражу часу виконання; доступ до завдання МКР викладач відкриває у заздалегідь оголошений момент на визначений період часу; результат пересилається у файлі до викладача; викладач оцінює відповіді, що були вчасно подані; викладач оцінює із застосуванням штрафних балів відповіді, що були невчасно подані; порядок дій з МКР, умови і дата проведення, приклади завдань, зміни оголошуються викладачем завчасно;
заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з відповідних навчальних дисциплін; успішне проходження рекомендованого викладачем дистанційного навчального курсу (що відповідає темам дисципліни) з отриманням відповідного сертифіката; участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць; презентацій по одній із тем СРС дисципліни тощо. Загальна кількість заохочувальних балів не більше за 10 (за всі активності, у межах шкали 100 балів);
штрафні бали виставляються за: невчасну здачу лабораторної роботи та МКР. Кількість штрафних балів не більше за 10 (у межах шкали 100 балів).
Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Рейтинг студента з дисципліни складається з балів, що він отримує за:
виконання m частин контрольної роботи (наприклад, m = 4);
виконання та захист L лабораторних робіт (наприклад, L = 6);
заохочувальні та штрафні бали (загалом до плюс/мінус 10).
Виконання та захист всіх лабораторних робіт, а також наявність позитивної оцінки з кожної з m частин МКР є умовою допуску до заліку.
Система рейтингових балів та критерії оцінювання
Лабораторні роботи: Організацію і проведення лабораторних занять з кредитного модулю (КМ) та оцінювання успішності студентів під час захисту Звітів з ЛР за відповідними темами виконує викладач, призначений кафедрою. Викладач встановлює розмір rлаб (у балах) шкали оцінювання захисту ЛР, та L і оголошує це на першому в семестрі лабораторному занятті. Застосовуються наступні принципи оцінювання захисту ЛР, поданих і захищених вчасно на регулярних заняттях, до дати останнього в семестрі за розкладом лабораторного заняття з КМ:
«відмінно», вичерпне розкриття теми, вільне володіння матеріалом (не менш ніж 95% вірної інформації) та оформлений належним чином Звіт (протокол) до ЛР;
«добре», повна відповідь (не менш ніж 75% вірної інформації, можливі незначні неточності) та оформлений належним чином Звіт (протокол) до ЛР;
«задовільно», неповна відповідь (але не менш ніж 60% вірної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином Звіт (протокол) до ЛР;
«незадовільно», незадовільна відповідь та/або не оформлений належним чином Звіт (протокол) до ЛР.
Відпрацьована та виконана належним чином ЛР оформлюється студентом та її Звіт (протокол) подається до захисту і захищається перед викладачем на наступному за розкладом лабораторному занятті (вчасно).
За кожне запізнення з поданням ЛР до захисту від встановленого терміну оцінка може знижуватися.
За кожне запізнення з поданням лабораторної роботи до захисту від встановленого терміну оцінка може знижуватися.
Сума балів за лабораторні роботи за весь КМ (семестр) зводиться до максимальної шкали у 60 балів із 100.
Модульна контрольна робота (наприклад, за умови m = 4, і мах балів за МКР rмкр= 5):
«відмінно», вичерпна відповідь (не менш ніж 95% вірної інформації) – 5 балів;
«добре», повна відповідь, можливі незначні неточності (не менш ніж 75% вірної інформації) – 4 бали;
«задовільно», неповна відповідь (але не менш ніж 60% вірної інформації) та незначні помилки – 3 бали;
«незадовільно», незадовільна відповідь (неправильний розв’язок задачі), потребує обов’язкового повторного написання в кінці семестру – 0…2 балів.
Сума балів з МКР за весь КМ (семестр) зводиться до максимальної шкали у 40 балів із 100 можливих.
У разі виконання ЛР та МКР після дати останнього в семестрі регулярного за розкладом заняття з КМ, то зі згоди викладача (викладач не надає жодних гарантій!), розмір відповідних шкал оцінювання зменшується викладачем до (0,6 ∙ rлаб) та (0,6 ∙ rмкр).
Заохочувальні бали
Загалом, в сумі не більше за 10:
– за виконання творчих робіт з кредитного модуля (наприклад, участь у факультетських та інститутських олімпіадах з відповідних навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць тощо); успішне проходження рекомендованого викладачем дистанційного навчального курсу (що відповідає темам дисципліни) з отриманням відповідного сертифіката; за активну роботу на лекції (важливі запитання, доповнення, зауваження за темою лекції) від 1 до 5 балів;
– презентація за темою СРС – від 1 до 5 балів.
Міжсесійна атестація та допуск до заліку
За результатами навчання за КМ в семестрі, максимально можлива кількість балів стартового рейтингу Rstm = 100 балів (60 за лабораторні та 40 за МКР). На другому календарному контролі («k2») студент отримує «атестовано» і допуск до заліку, якщо його поточний рейтинг Rst не менший ніж 60 балів (60% від Rstm, тобто, 100 * 0,6 = 60).
За результатами навчальної роботи за КМ, за першу половину семестра (перший календарний контроль - «k1»), максимально можлива кількість балів стартового рейтингу Rstk1m = Rstm / 2 = 100 / 2 = 50 балів (30 за лабораторні та 20 за перші частини МКР, відповідно). На першій атестації «k1», студент отримує «атестовано», якщо його поточний рейтинг Rst не менший ніж 30 балів (60% від Rstk1m, тобто, 50 * 0,6 = 30).
Поточний рейтинг Rst за контрольними заходами протягом семестру складає:
Rst = L*rлаб + K*m*rмкр + rз + rш ,
де rлаб – бали за лабораторну роботу (36 ≤ L* rлаб ≤ 60 позитивний діапазон суми балів);
rмкр – бали за МКР (0…5, прохідний бал 3…5), а 24 ≤ K*m*rмкр ≤ 40 позитивний діапазон суми балів з МКР; K – масштабний коефіцієнт (наприклад, K = 2).
rз – заохочувальні бали за активність з КМ (0…10); rш – штрафні бали (0…-10).
Максимальний стартовий рейтинг Rstm контрольних заходів протягом семестру складає:
Rstm = L*rлаб + K*m*rмкр = 60 + 40 = 100,
Мінімальний прохідний стартовий рейтинг Rst min контрольних заходів протягом семестру складе:
Rst min = 0,6*Rstm = 0,6*L*rлаб + 0,6* K*m*rмкр = 0,6*60 + 0,6*40 = 36 + 24 = 60.
Залік:
Умовою допуску до заліку є зарахування всіх лабораторних робіт, виконання з позитивною оцінкою кожної частини модульної контрольної роботи та семестровий стартовий рейтинг 60 ≤ Rst ≤ 100 . Студенти, які виконали умови допуску і мають позитивну суму балів 60 ≤ Rst ≤ 100, отримують залік. Студенти, які не виконали умови допуску (Rst < 60), на останньому в семестрі лекційному занятті складають залікову контрольну роботу (та/або проходять залікову співбесіду). У разі неуспішного складання контрольних заходів, такі студенти отримують право на участь у додатковій сесії з метою складання заліку.
Рейтинг сума (Rst) переводиться до залікової оцінки згідно з таблицею:
Таблиця 1. Переведення рейтингових балів до оцінок за університетською шкалою
| Кількість балів | Оцінка |
|---|---|
| 100-95 | Відмінно |
| 94-85 | Дуже добре |
| 84-75 | Добре |
| 74-65 | Задовільно |
| 64-60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
Є незараховані лабораторні роботи або не зарахована модульна контрольна робота |
Не допущено |
Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
перелік теоретичних питань та практичних завдань для семестрового контролю надається студентам окремо на початку семестра;
на початку семестру викладач аналізує існуючі дистанційні курси за тематикою дисципліни та може рекомендувати пройти відповідні безкоштовні курси студентам. Після отримання студентом сертифікату з успішного проходження дистанційних чи онлайн курсів за відповідною тематикою, викладач закриває відповідну частину курсу (лабораторні чи лекції).
Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):
Склав: канд.техн.наук, доцент, Полторак Вадим Петрович
Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № 21 від 29.06.2023 р.)
Погоджено Методичною комісією факультету[1] ФІОТ (протокол № 11 від 29.06.2023 р.)
[1] Методичною радою університету – для загальноуніверситетських дисциплін.
