[发明专利]一种基于区块链技术的不记名电子投票方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链技术的不记名电子投票方法，该方法利用了同态加密算法隐藏投票内容，同时使用零知识证明技术保证选票的有效性，选票的收集、计票过程和结果公开均在区块链系统上进行，其中，投票结果的解密利用了可信计算环境，解决了传统方式下投票结果解密过程私钥触网的问题，真正意义上保护了投票的不记名属性。

技术领域

本发明涉及区块链技术，尤其涉及一种基于区块链技术的不记名电子投票方法。

背景技术

不记名投票是一种运用在选举中的投票形式。投票者在投票时，不用在选票上写下自己的名字或者身份识别，从而在投票的同时，避免非自愿让他人知道自己的投票内容。这种形式的投票可以确保投票者更多地出于个人意愿做出选择，是世界上普遍采用的选举方法。

从投票结果上看，不记名投票可以分为单一获胜者与多重获胜者两种情况，单一获胜者可以看作多重获胜者的一个特例。多重获胜者的另一种特殊情况是全部选项均为获胜者，对应选举行为中的比例制与其他场景下的调查问卷。

在要求获胜者的场景下，往往还需要设计多轮投票，常见的有决赛投票制与随机投票制。

从选票形式上看，不记名投票可以分为二元投票制、排序投票制和计分投票制等，其中，二元投票制，即选票由“是/否”、“同意/反对”之类的二元选项构成的投票方式，应用最为广泛。本方法使用基于二元投票制的选票形式。

从投票者的来源上看，可以分为开放投票制与封闭投票制，后者即事先指定投票者范围的投票方式。

传统的投票方式存在高成本、低效率等缺点，并且投票结果的可信程度高度依赖一个中心化的组织机构；随着互联网时代的到来，电子投票技术应运而生。电子投票技术一定程度上降低了投票成本，提高了效率，但仍存在诸多不足：针对特定需求进行投票系统的开发与维护，成本较高；投票过程仍然需要依赖中心化的系统，单点风险高且容易被操纵；难以实现不记名的方式。由于上述缺陷，电子投票技术更多被应用在问卷调查中，无法在更重要的场景下发挥作用。

区块链是一种新型去中心化协议，能安全地存储数字货币交易或其他数据，信息不可伪造和篡改，区块链上的交易确认由区块链上的所有节点共同完成，由共识算法保证其一致性，区块链上维护一个公共的账本，公共账本位于存储区块上任何节点可见，从而保证其不可伪造和篡改。

智能合约是一种旨在以信息化方式传播、验证和执行的计算机协议1。目前大多数区块链平台均提供了一套或者多套智能合约框架。

同态加密算法

设明文消息为m，公钥pk，私钥sk，如果一个加密算法Enc(),Dec()满足m1+m2＝Dec(Enc(m1)※Enc(m2))，其中※为定义在密文域的运算，我们称该加密算法具有加法同态的性质；如果等式左边为m1×m2，我们称该加密算法具有乘法同态的性质。

非交互式零知识证明

零知识证明是指证明者能够在不透露任何有用信息的前提下，使验证者相信某个论断为真。如果证明与验证过程中，双方只有一次通信，则称之为非交互式零知识证明。零知识证明协议的工作流程如下：

证明者宣称某公开参数符合某个论断Statement，根据公开参数和私有参数，以某种算法Prove()生成证明proof，发送给验证者，验证者根据相应的算法Verify()验证公开参数和证明proof。验证通过即认为该论断为真。

可信计算环境

可信计算环境可以理解为处理器上的一个安全的软硬件平台，为高安全级别的操作提供一个隔离的执行环境。可信计算环境提供如下特性：隔离执行、可信应用的完整性、可信数据的机密性与安全存储等。

本方法在传统电子投票基础上进行了如下改进：