[发明专利]一种基于联盟链的k-out-of-m匿名投票方法

权利要求书

1.一种基于联盟链的k-out-of-m匿名投票方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1系统初始化，投票管理者将每位投票者的身份信息发送给认证中心CA进行身份注册，注册后激励智能合约生成每位投票者的密钥匹配元素，通知投票者获取自己的签名公钥、签名私钥和同态加密公钥；

S2投票者注册，认证中心CA根据同态加密算法BGV生成用于投票的同态加密公私钥对，将同态加密私钥发送给智能合约的计票中心，计票中心判断认证是否成功；

S3生成投票，投票者通过智能合约进行合法性签名验证，若合法性签名正确，则生成投票记录表，若判定不正确，则发送警告，同时将投票者的合法性签名公布到区块链上；

S4计票，智能合约的计票中心按照既定规则，验证选票合法性，若选票合法，则累加合法的同态密文，对同态密文进行解密后公示，并发布到区块链上，若选票不合法，则丢弃选票。

2.根据权利要求1所述的基于联盟链的k-out-of-m匿名投票方法，其特征在于，所述S1系统初始化进一步包含：

S1.1投票管理者设置待决议问题，公布候选人基本信息；

S1.2根据选举周期设计各时间节点参数，规划投票进程；

S1.3设置完成后，公布节点参数，激励智能合约，通知投票者开始注册，通知智能合约进行注册。

3.根据权利要求1所述的基于联盟链的k-out-of-m匿名投票方法，其特征在于，所述S2投票人注册进一步包含：

S2.1认证中心CA根据同态加密算法BGV中的密钥生成算法以及候选人的数量来生成用于投票的同态加密公私钥对，将私钥发送给智能合约的计票中心；

S2.2认证中心CA向智能合约发送同态加密公私钥对，生成投票记录表，该表由投票证书和投票标注位组成，用于记录投票者的投票情况；

S2.3投票者使用身份信息运用认证中心CA进行身份注册，认证中心CA根据投票者递交的身份信息验证投票者是否有投票权以及是否为首次投票，若验证通过，则计票中心向投票者发送唯一身份标识、同态加密公私钥对、同态加密公钥。

4.根据权利要求1所述的基于联盟链的k-out-of-m匿名投票方法，其特征在于，所述S3生成投票进一步包含：

S3.1将每个投票者对应所有候选者的投票信息打包成为一个明文消息，利用同态加密算法BGV支持的SIMD技术，然后加密为一个同态密文；

S3.2投票者使用签名私钥对自己的选票生成投票者效验签名，将效验签名和选票一起发送到智能合约进行验证；

S3.3智能合约验证选票的投票证书合法性，若投票证书合法，则对投票证书签名，并记录在投票记录表中，修改投票标注位，若投票证书非法，则拒绝对投票证书签名并发出警告。

5.根据权利要求4所述的基于联盟链的k-out-of-m匿名投票方法，其特征在于，所述S3.1中同态密文进一步包含：

S3.1.1从m个候选者Cm选出k个人，将明文槽相应的位置设置为1，不选择的候选者位置设置为0，利用同态加密算法BGV支持的SIMD技术，加密一个同态密文，设定代表投票者V_i的选票同态密文形式，Enc_pk代表同态密文公钥，message_i代表对第i个候选者的意愿，若message_i＝0表示不选，若message_i＝1表示不选，则选票同态密文形式为：

6.根据权利要求1所述的基于联盟链的k-out-of-m匿名投票方法，其特征在于，所述S4计票进一步包含：

S4.1待投票截止后，计票中心公示所有获得的选票，并根据智能合约的同态加密公钥验证签名的合法性，将不合法的选票丢弃；

S4.2选择所有合法性选票中的同态密文，进行同态密文累加；

S4.3智能合约利用同态加密算法BGV解密最终结果，由于同态加密算法BGV支持SIMD技术操作，因此同态密文累加结果解密后对应每位候选人的投票结果，将候选人的投票结果和所有合法的投票再次发送到链上公示。

7.根据权利要求6所述的基于联盟链的k-out-of-m匿名投票方法，其特征在于，所述S4.2同态密文累加进一步包含：

S4.2.1设定代表投票人V_i的选票同态密文形式，Csum代表最终的同态密文累加，即合法的所有投票者对所有候选者的全部意愿表示为：