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 |
| Статус дисципліни | Вибіркові освітні компоненти |
| Форма навчання | Денна / заочна / дистанційна |
| Рік підготовки, семестр | 4 курс, 7 семестр (осінній) |
| Обсяг дисципліни | 4 кредити; денна 120 годин (36 г. лекції, 18 г. лабораторні, 66 г. СРС); заочна 120 годин (6 г. лекції, 6 г. лабораторні, 108 г. СРС) |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | Залік / модульна контрольна робота, захисти лабораторних робіт |
| Розклад занять | https://schedule.kpi.ua/ |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів |
Лектор: доцент, канд.техн.наук, Полторак Вадим Петрович, роб. +38(044)204-94-31 Лабораторні: асистент Нестерук Андрій Олександрович |
| Розміщення курсу | https://ecampus.kpi.ua/ |
Програма навчальної дисципліни
1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчення та результати навчання
Опис навчальної 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.
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. Відповідно до ОПП, метою дисципліни є формування та закріплення у здобувачів наступних компетентностей: (КС 6) Здатність використовувати сучасні інформаційні системи та технології (виробничі, підтримки прийняття рішень, інтелектуального аналізу даних та інші), методики й техніки кібербезпеки під час виконання функціональних завдань та обов’язків, (КС 12) Здатність управляти та користуватися сучасними інформаційно-комунікаційними системами та технологіями (у тому числі такими, що базуються на використанні Інтернет), (КС 18) Здатність вирішувати задачі інтеграційних процесів інформаційних систем у сфери виробництва та керування з використанням методів аналізу та синтезу засобів передачі, зберігання та обробки інформації, основ сервіс-орієнтованого підходу до обслуговування користувачів інформаційних систем, базових та прикладних інформаційних технологій та інструментальних засобів інфраструктури ІТ.
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).
Програмні результати навчання, на формування та покращення яких спрямована дисципліна, передбачають формування у здобувачів вищої освіти програмних результатів навчання: (ПРН 3) Використовувати базові знання інформатики й сучасних інформаційних систем та технологій, навички програмування, технології безпечної роботи в комп'ютерних мережах, методи створення баз даних та інтернет-ресурсів, технології розроблення алгоритмів і комп’ютерних програм мовами високого рівня із застосуванням об’єктно-орієнтованого програмування для розв’язання задач проектування і використання інформаційних систем та технологій, (ПРН 4) Проводити системний аналіз об’єктів проектування та обґрунтовувати вибір структури, алгоритмів та способів передачі інформації в інформаційних системах та технологіях, (ПРН 18) Демонструвати знання базових компонентів всіх рівнів інтегрованої інформаційної системи, проводити дослідження характеристик компонентів та системи в цілому у відповідності до життєвого циклу та стандартів системної інженерії, (ПРН 19) Застосовувати базові, прикладні інформаційні технологій та інструментальні засоби для визначення складу, структури та схем взаємодії компонентів інфраструктури ІТ, організовувати та підтримувати сервіс-орієнтоване обслуговування користувачів інформаційних систем.
2. Пререквізити та постреквізити дисципліни
Пререквізити. Дисципліна Протоколи і алгоритми електронного голосування базується на наступних дисциплінах: Вища математика; Спеціальні розділи математики; Теорія інформації та кодування; Теорія ймовірностей та математична статистика; Комп’ютерні мережі; Безпека інформаційних систем; Програмування; Операційні системи; Бази даних.
Постреквізити. 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 певних тем із ряду важливих для суспільства соціальних дисциплін (суспільствознавство, філософія, логіка, історія, соціальна інженерія 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. Дисципліна Протоколи і алгоритми електронного голосування надає базу для наступних дисциплін: Інфраструктура інформаційних технологій; Теорія систем та системний аналіз; Інформаційно-керуючі системи; Проектування інформаційних систем; Переддипломна практика; Дипломне проєктування.
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 безпечного е-голосування;
етапів виконання основних відомих протоколів електронного голосування;
класу протоколів е-голосування зі сліпими підписами;
е-голосування із двома центральними комісіями;
принципів безпечного е-голосування з однією центральною комісією;
принципів е-голосування без центральної виборчої комісії;
протоколів без підтвердження (убезпечують від покупки та продажу голосів виборців);
протоколів безпечних обчислень із кількома учасниками;
анонімне широкомовне передавання повідомлень;
електронні документи; анонімні електронні документи.
Уміння:
аналізувати предметну область, визначену рамками e-Voting,
формулювати і перевіряти вимоги до організації і проведення безпечного е-голосування;
моделювати основні етапи відомих протоколів електронного голосування;
використовувати клас протоколів зі сліпими підписами у е-голосуванні;
моделювати і виконувати протоколи е-голосування із двома центральними комісіями;
моделювати і виконувати протоколи безпечного е-голосування з однією центральною комісією;
моделювати і виконувати протоколи безпечного е-голосування без центральної виборчої комісії (протокол з перемішуванням е-бюлетенів);
моделювати і виконувати протоколи безпечного е-голосування без підтвердження;
виконувати протоколи безпечних обчислень із кількома учасниками;
3. Зміст навчальної дисципліни
Лекційні заняття
Розділ 1. Загальні положення та визначення з систем електронного голосування, e-Voting. Вимоги до ідеального Протоколу голосування. Їх проєкція на систему e-Voting.
Розділ 2. Головні вимоги до організації і проведення безпечного е-голосування.
Розділ 3. Моделювання основних протоколів проведення безпечного е-голосування.
Розділ 4. Моделювання протоколів е-голосування з центральною комісією та без неї.
Розділ 5. Протоколи е-голосування без підтвердження (уникнення корупційних, чи агресивних впливів на виборців).
Розділ 6. Протоколи безпечних обчислень з кількома учасниками.
Розділ 7. Анонімне широкомовне передавання автентичних, достовірних е-документів.
Розділ 8. Апаратна інфраструктура, протоколи, алгоритми та програмне забезпечення e-Voting на прикладі вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА (В.М. Вишняков, м. Київ).
Лабораторні заняття
1. Простий протокол е-голосування.
2. Простий протокол е-голосування, підсилений.
3. Протоколи е-голосування зі сліпими підписами.
4. Протоколи е-голосування з однією, та з двома комісіями.
5. Протоколи е-голосування без центральної комісії (з перемішуванням е-бюлетенів).
6. Протоколи е-голосування з розділенням комісії на незалежні частини.
7. Протоколи без підтвердження (уникнення ефектів соціальної інженерії: агресивних впливів, чи покупки та продажу голосів виборців).
8. Дослідження експериментальної системи е-голосування (наприклад, університету КНУБА, м. Київ).
4. Навчальні матеріали та ресурси
Базова література
1. Європейський демократичний доробок у галузі виборчого права: Матеріали Венеціанської Комісії, Парламентської Асамблеї, Комітету Міністрів, Конгресу місцевих і регіональних влад Ради Європи: пер. з англ. / за ред. Ю.Ключковського. – Вид. 2-е, випр. і доповн. – К.: ЛОГОС, 2009. – 500 с. Доступ за ISBN 978-566-171-180-7.
2. Вишняков В.М. Транспарентні системи електронної демократії // В.М. Вишняков, О.А. Комарницький / Accent Graphics Communications & Publishing, Оттава, Канада, 2019. – 228 p.
3. Полторак В.П. Інформаційна безпека та захист даних в комп’ютерних технологіях і мережах. Ч.1 : [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. ОП «Інтегровані інформаційні системи», спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології» / КПІ ім. Ігоря Сікорського: В.П. Полторак. – Електронні текстові дані (1 файл: 1,9 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 78 с. Адреса постійного розташування uri - https://ela.kpi.ua/handle/123456789/38326 .
4. Впровадження електронного голосування. Основні аспекти. Програмний документ. - Stockholm, Sweden: International IDEA, 2018. - 43 с. Доступно за ISBN: 978-91-7671-166-8. https://www.idea.int/publications
5. Євсеєв С.П. Кібербезпека: основи кодування та криптографії: навчальний посібник / С.П. Євсеєв, О.В. Мілов, С.Е. Остапов, О.В. Сєвєрінов. – Харків: Вид. “Новий Світ-2000”, 2024. – 658 с.
6. Конспект лекцій з дисципліни ПАЕГ // Вадим Полторак // [Електронний ресурс] // КПІ ім. І.Сікорського, 2024. 18 лекцій, a/v записи лекцій на гул-диску. Url: https://ecampus.kpi.ua/
Допоміжна література
1. 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
2. Lombardi E. Electronic Vote & Democracy. URL [Electronic source] – http://www.electronic-vote.org
3. Schneier B. What's Wrong With Electronic Voting Machines? [Electronic source] –https://www.schneier.com/essays/archives/2004/11/whats_wrong_with_ele.html
4. Internet voting in Estonia 2005–2019: Evidence from eleven elections // Piret Ehin, Mihkel Solvak, Jan Willemson, Priit Vinkel // University of Tartu, Estonia. - Tallinn, Government Information Quarterly 39(2), June 2022. - 15 p. PDF Available. DOI:10.1016/j.giq.2022.101718. https://www.researchgate.net/publication/361335825\_Internet\_voting 5. Bruce Schneier. Applied Cryptography, Second Edition: Protocols, Algorthms, and Source Code in C (cloth).- N.-Y.: Publisher: John Wiley & Sons, Inc., 1996.- 1027 p.
6. W. Stallings. Protect Your Privacy: A Guide for POP Users, Englewood Clifts, N.J.; Prentice-Hall, 1995.
Навчальний контент
5. 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: [1,2,3,4,6] 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: [1,2,4,6] 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: [1,2,4,6] 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: [1,2,4,6]. 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: [1,2,4,6]. 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 безпечного е-голосування. Лекція 6. Моделювання простих протоколів проведення безпечного е-голосування. Простий протокол проведення безпечного е-голосування. Переваги та недоліки простого протоколу проведення безпечного е-голосування. Аналіз загроз безпеці у простому протоколі проведення безпечного е-голосування. Література: [1,2,4, 6]. Завдання на СРС. Переваги та недоліки простого протоколу безпечного е-голосування. |
| 7 | Тема 3.1. Моделювання основних протоколів проведення безпечного е-голосування. Лекція 7. Моделювання модифікованого простого протоколу безпечного е-голосування. Модифікований простий протокол проведення безпечного е-голосування. Переваги та недоліки модифікованого простого протоколу проведення безпечного е-голосування. Аналіз загроз безпеці у сценаріях модифікованого простого протоколу проведення безпечного е-голосування. Література: [1,2,3,4,5,6]. 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: [1,2,3,4,5,6]. 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: [1,2,3,4,5,6], Доп. [1,4]. Завдання на СРС. Переваги та недоліки протоколів е-голосування зі сліпими підписами. Аналіз загроз 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: [1,2,3,4,5,6], 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. [1,2,4]. 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: [1,2,3,4,5,6], Доп. [5,6]. 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: [3,5,6], Доп. [5,6]. 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: [3,5,6], Доп. [5,6]. 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: [3,5,6], Доп. [5,6]. 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: [2,4,5,6], Доп. [1,2,3,5,6]. 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: [2,3,5,6], Доп. [1,3,5]. Завдання для СРС. Аналіз переваг і недоліків програмного забезпечення вітчизняної експериментальної системи електронного голосування КНУБА. |
| 18 | Лекція 18. Сучасний стан і перспективи розвитку систем е-Voting. 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. 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: [1,2,3,4,5,6]. |
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: [1,2,3,4,5,6]. |
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: [1,2,3,4,5,6], Доп. [1,4]. |
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: [1,2,3,4,5,6], Доп. [4; 7]. |
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: [1,2,3,4,5,6], Доп. [4; 7]. |
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: [1,2,3,4,5,6], Доп. [5,6]. |
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: [3,5,6], Доп. [5,6]. |
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: [3,5,6], Доп. [5,6]. |
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: [3,5,6], Доп. [5,6]. |
2 |
Самостійна робота студента
|
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 безпечного е-голосування. Лекція 1. Вимоги до організації і проведення безпечного е-голосування. Визначення вимог до організації і проведення безпечного е-голосування. Література: [1,2,4,6]. Завдання на СРС. Визначення вимог до проведення безпечного е-голосування. |
|---|---|
| 2 | Тема 2.2. Принципи e-Voting. Лекція 2. Принципи організації і проведення безпечного е-голосування. 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: [1,2,4,6]. 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 безпечного е-голосування. Лекція 6. Моделювання простих протоколів проведення безпечного е-голосування. Простий протокол проведення безпечного е-голосування. Переваги та недоліки простого протоколу проведення безпечного е-голосування. Аналіз загроз безпеці у сценаріях простого протоколу безпечного е-голосування. Література: [1,2,4, 6]. Завдання на СРС. Переваги та недоліки простого протоколу безпечного е-голосування. |
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: [1,2,4,6]. |
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: [1,2,4, 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: [1,2,3,4,5,6], Доп. [1,4]. |
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)
відвідування лекційних та лабораторних занять згідно розкладу університету, є обов’язковими складовими вивчення матеріалу;
самостійне опрацювання здобувачем ВО визначених тем СРС шляхом читання відповідних розділів рекомендованої літератури, розв’язку контрольних задач, відповідей на контрольні запитання є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;
викладач користується власним презентаційним матеріалом; відпрацьовує приклади розв’язку задач за темами в електронних таблицях (Excel, чи подібних), або в допоміжних програмах; викладач може використовувати спільний гугл-диск, чи освітню платформу (наприклад, Moodle) для викладання матеріалів лекцій, власних підручників, навчальних посібників, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інших; викладач може відкривати доступ до певної директорії гугл-диска, або чату месенджера для видачі завдань та отримання відповідей з лабораторних робіт, та модульних контрольних робіт (МКР); викладач може використовувати інші канали комунікації (е-mail, месенджер тощо).
на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу, усі питання, уточнення та ін. здобувачі ВО задають в кінці лекції у відведений для цього час;
лабораторні роботи захищаються у два етапи – перший: здобувачі ВО виконують завдання на допуск до захисту лабораторної роботи; другий – захист лабораторної роботи. Бали з лабораторних робіт враховуються лише за наявності електронного протоколу;
модульна контрольна робота (МКР) передбачена у кредитному модулі одна; МКР виконується один раз, на лекційних заняттях за принципом хронометражу часу виконання; переписування МКР не допускається; загальна тривалість МКР – дві академічні години; викладач може розбити виконання МКР за темами на 2, 3, або 4 частини тривалістю 45 хв., 30 хв., 22 хв., відповідно; викладач визначає допоміжні засоби та інструменти для користування під час виконання МКР (інші засоби використовувати заборонено); доступ до контрольного завдання МКР відкривається викладачем у заздалегідь оголошений момент часу на визначений період часу; порядок проведення контрольних робіт, їх теми, приклади виконання, викладач заздалегідь оголошує здобувачам ВО; виконану контрольну здобувачі ВО пересилають викладачеві у файлі встановленого формату через наперед визначений викладачем канал комунікацій; викладач оцінює МКР, що були вчасно подані до контролю;
заохочувальні бали: загалом не більше 10 за всі додаткові навчальні активності, виконувані за дорученням викладача, у межах шкали 100 балів на КМ;
штрафні бали можуть бути виставлені за: невчасні здачу та/або захист лабораторних робіт, а також, за невчасне подання МКР. Максимальна сума штрафних балів – 10;
результати поточного контролю якості засвоєння освітнього компонента (КМ) здобувачами ВО відображаються викладачами через особисті кабінети автоматизованої інформаційної системи «Електронний кампус», в модулі «Поточний контроль», за МКР та лаб.роботами.
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).
Вчасне виконання і захист L лабораторних робіт, вчасне виконання і подача на контроль МКР та набуття значення стартового рейтингу контрольних заходів протягом семестру не менше Rst min вважається виконанням вимог РСО і є умовою допуску здобувача до заліку. Більш докладне розкриття вимог РСО подано нижче.
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 за розкладом та виконана належним чином ЛР оформлюється здобувачем ВО та її Звіт (протокол) подається до захисту і захищається перед викладачем на наступному за розкладом лабораторному занятті (критерій «вчасно»). За кожне запізнення з поданням ЛР до захисту від встановленого терміну, та невчасний захист оцінка може знижуватися викладачем.
Виконання і захист L лабораторних робіт до дати останнього за розкладом в семестрі (включно) лабораторного заняття з КМ вважається необхідною (але не достатньою) складовою компонентою виконання вимог РСО на допуск до заліку.
У разі намагання захисту ЛР після дати останнього в семестрі регулярного (за розкладом ВНЗ) заняття з КМ, розмір шкали оцінювання складає: 0,6 ∙ rлаб. (виключно, якщо викладач має можливість і надасть згоду приймати захист ЛР).
Сума балів за ЛР за весь КМ (семестр) зводиться масштабуванням до максимальної шкали у 60 балів із 100.
Модульна контрольна робота. Застосовуються наступні принципи оцінювання частин МКР, виконаних і поданих до контролю вчасно (за розкладом, що визначає і оголошує викладач), 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), 0…1 балів.
Вчасне виконання і подача на контроль m частин МКР вважається необхідною (але не достатньою) складовою компонентою виконання вимог РСО на допуск до заліку. У разі виконання 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 ∙ rмкр). Сума балів з МКР за весь КМ (семестр) зводиться до максимальної шкали у 40 балів із 100.
Заохочувальні бали
Викладач може нарахувати у сумі не більше 10 балів (у межах 100 балів на КМ) за всі додаткові навчальні активності, виконувані на його доручення за: активну участь на лекціях за відповідними темами дисципліни; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з відповідних навчальних дисциплін; участь у конкурсах робіт; підготовка оглядів наукових праць, презентації за темою СРС з доповіддю на лекції – до 5 балів; у разі рекомендування викладачем та успішного проходження рекомендованого ним дистанційного навчального курсу (що відповідає темам дисципліни) з отриманням відповідного сертифіката, викладач може нарахувати до 5 заохочувальних балів (у межах вказаної загалом максимальної кількості).
Міжсесійна атестація та допуск до заліку
За результатами навчання за КМ в семестрі, максимальна 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»), максимальна 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 ,
де rлаб – бали за лабораторну роботу, а 36 ≤ L* rлаб ≤ 60 є прохідний діапазон суми балів ЛР;
rмкр – бали за МКР, а 24≤ K*m*rмкр ≤ 40 є прохідний діапазон суми балів за МКР; K – масштабний коефіцієнт (наприклад, K = 2). Мінімальна сума з МКР складає 40 ∙ 0,6=24.
Викладач може врахувати накопичені заохочувальні та штрафні бали:
Rst = L*rлаб + K*m*rмкр + (rз – rш ) .
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 прохідною оцінкою модульної контрольної роботи та семестровий стартовий рейтинг 60 ≤ Rst ≤ 100 . Студенти, які виконали умови допуску і мають 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).
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 питань до кредитного модуля, сформований у межах п. «Навчальний контент», для семестрового контролю надається здобувачам ВО окремо на початку семестра;
на початку семестра викладач аналізує наявні дистанційні курси за тематикою дисципліни та може рекомендувати здобувачам ВО пройти відповідний безкоштовний курс; після отримання здобувачем ВО сертифікату з успішного проходження рекомендованого дистанційного чи онлайн курсу за відповідною тематикою, викладач може закрити певну відповідну частину дисципліни (МКР та/або лабораторних).
Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):
Склав: доцент, канд.техн.наук, доцент кафедри ІСТ Полторак Вадим Петрович**,**
Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № 16 від 12.06.2024 р.)
Погоджено Методичною комісією факультету[1] ФІОТ (протокол № 10 від 21.06.2024 р.)
[1] Методичною радою університету – для загальноуніверситетських дисциплін.
