一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电子投票技术领域，且公开了一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统及其方法，包括成员权限控制管理模块、投票智能合约模块和分布式账本存储模块。选民和投票发起方通过成员权限控制管理模块注册其实体身份来加入联盟链网络。投票智能合约模块用于实现具体的加密投票过程自动化实现，且投票智能合约模块包括投票方合约、投票发布方合约、投票结果统计与公布合约。分布式账本存储模块由区块链网络中的节点维护，采用Raft共识算法记账，并对投票方和投票发起方公开透明，可以对投票结果进行追溯验证。本发明专利技术解决现有电子投票系统在选票的秘密性、投票的匿名性以及投票结果的正确性和公平性受到公众质疑的问题，用于各种选举和投票活动。

An Encrypted Electronic Voting System and Method Based on Alliance Block Chain Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统及方法
本专利技术涉及电子投票
，具体为一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统及方法。
技术介绍
投票制度是指根据投票人的选择以选出结果的方法。最常见的投票莫过于选出公职的选举。投票其他用途包括授奖、选出行动计划、或由电脑程式决定复杂问题的解决方案。与投票相对的是共识决策法。大部分投票制度以少数服从多数的理念为基础，通常是某一方案若获逾半数选民支持则会通过。然而，当可供选择的方案多于两个，可能没有一个选项获过半数支持，采用不同的投票制度便会产生不同的结果，所以，采用哪一种投票制度对选举结果有重要影响。随着区块链技术的兴起，其去中心化的核心理念逐渐引起人们的关注，而在电子化投票领域。但是现有的电子投票系统在选票的秘密性、投票的匿名性等方面存在不足，系统过度依赖第三方计票中心和权威发布中心导致投票结果的正确性和公平性受到公众质疑。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统及方法，解决了现有的电子投票系统在选票的秘密性、投票的匿名性等方面存在不足，以及过度依赖第三方计票中心和权威发布中心导致投票结果的正确性和公平性受到公众质疑的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统，包括成员权限控制管理模块、投票智能合约模块和分布式账本存储模块。所述选民和投票发起方通过成员权限控制管理模块注册其实体身份来加入联盟链网络，所述投票智能合约模块用于实现具体的加密投票过程自动化实现，且投票智能合约模块包括投票方合约、投票发布方合约、投票结果统计与公布合约，所述投票发起方利用投票发布方合约在联盟链上发布投票内容并进行数字签名，所述选民通过背书实体的数字证书对投票内容的合法性进行验证，将选票信息、签名信息和密文发送给投票结果统计和公布合约，所述投票方合约获取链上指定的投票内容，所述投票结果统计与公布合约获取选民的选票信息，所述投票结果统计与公布合约获取投票内容所指定的选民来过滤和验证选票，将选票结果发送给所有投票发起方和选民。所述分布式账本由区块链网络中的节点维护，采用Raft共识算法记账，并对投票方和投票发起方公开透明，可以对投票结果进行追溯验证。优选的，所述选民将自己的选票信息经过投票方合约进行Paillier同态加密运算，所述选民需要使用自己的私钥对同态运算的加密结果生成一份签名信息。优选的，所述成员权限控制与管理模块是通过Raft投票共识算法来控制节点或者账户的加入，防止恶意节点参与共。优选的，所述投票智能合约模块用于构建许可制区块链投票系统的自动化实现，减少人工参与。优选的，所述Paillier同态加密算法是非对称性加密，每次生成一对公钥和私钥。一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统及方法，包括以下步骤：S1：成员身份注册，选民、投票发起方以及其他实体注册相应的身份到联盟区块链网络，成为节点或者账户。S2：投票内容投放，投票发起方制作投票内容以及投票相关规则，并在区块链上投放投票内容。S3：投票活动通知，投票发起方通过渠道通知选民填写选票内容。S4：选票内容填写，选民填写自己的选票内容，通过同态加密运算后发送给投票结果统计与公布合约。S5：计票与结果公布，当投票活动达到终止条件时，自动将选票内容通过同态加密运算统计最终选票内容，结果通过分布式共识存储到区块链上。优选的，所述成员身份注册步骤，具体为，在任意时间内，选民、投票发起方或者其他实体以账户、节点的身份注册网络时，临近节点将注册信息广播到所有其他节点，节点对注册信息进行投票签名，获得半数以上投票之后，通过Raft共识算法将注册信息写入分布式账本。优选的，所述Raft共识算法支持最大的容错故障节点是(N-1)/2，其中N为集群中总的节点数量。优选的，所述投票相关规则包括合法选民规则、投票内容终止规则，所述投票内容包括本次投票活动背书认证的投票发起方以及具有高信用值的节点或者账户、指定参与选票的选民、所有候选人信息。本专利技术具备以下有益效果：本专利技术通过设置成员权限控制管理模块、投票智能合约模块和分布式账本存储模块，使电子投票时更加公平和私密，并采用了同态加密算法，其密钥对是每次随机生成，公钥对合法选民公开，私钥由计票与结果公布合约持有，保证了每一个选民的选票内容的秘密性，将选票结果存放到联盟区块链网络上，通过Raft一致性共识算法保证账本的透明性、可信性与可靠性，通过选民的身份私钥对其进行数字签名，保证了选民选票的唯一不可重复性，解决了现有的电子投票系统在选票的秘密性、投票的匿名性等方面存在不足，系统过度依赖第三方计票中心和权威发布中心导致投票结果的正确性和公平性受到公众质疑的问题。附图说明图1为本专利技术电子投票选举方法示意图。图2为本专利技术电子投票选举系统组成结构示意图。图3为本专利技术电子投票选举系统工作原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术的具体实施以下步骤来实现：S1：成员身份注册，选民、投票发起方以及其他实体注册相应的身份到联盟区块链网络，成为节点或者账户，成员身份注册步骤，具体为，在任意时间内，选民、投票发起方或者其他实体以账户、节点的身份注册网络时，临近节点将注册信息广播到所有其他节点，节点对注册信息进行投票签名，获得半数以上投票之后，通过Raft共识算法将注册信息写入分布式账本，Raft共识算法支持最大的容错故障节点是(N-1)/2，其中N为集群中总的节点数量，普通选民在联盟区块链网络中将以账户的身份注册，具有高信用值的选民个人、投票发起组织以及其他机构在联盟区块链网络中将注册为节点身份，节点在网络中参与共识记账，并且维护全账本。S2：投票内容投放，投票发起方制作投票内容以及投票相关规则，并在区块链上投放投票内容，投票相关规则包括合法选民规则、投票内容终止规则，投票内容包括本次投票活动背书认证的投票发起方以及具有高信用值的节点或者账户、指定参与选票的选民、所有候选人信息。S3：投票活动通知，投票发起方通过渠道通知选民填写选票内容。S4：选票内容填写，选民填写自己的选票内容，通过同态加密运算后发送给投票结果统计与公布合约，同态加密算法采用的是Paillier同态加密算法，即选民填写选票内容后，使用Paillier算法的公钥Pkf加密选票内容，该密钥还有另外一份私钥Skf，只有获取私钥Skf才能查看选票内容，从而实现投票过程中选民信息的隐私保护。S5：计票与结果公布，当投票活动达到终止条件时，自动将选票内容通过同态加密运算统计最终选票内容，结果通过分布式共识存储到区块链上。综上所述，首先选民、投票发起方以及其他实体注册相应的身份到联盟区块链网络，成为节点或者账户，其次，投票发起方根据需要设计并制作投票内容以及投票相关规则，并在区块链上投放投票内容，接着，投票发起方通过渠道通知选民填写选票内容，接到通知后，选民填写自己的选票内容，通过同态加密运算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统，包括成员权限控制管理模块、投票智能合约模块和分布式账本存储模块，其特征在于：选民和投票发起方通过成员权限控制管理模块注册其实体身份来加入联盟链网络；所述投票智能合约模块用于实现具体的加密投票过程自动化实现，且投票智能合约模块包括投票方合约、投票发布方合约、投票结果统计与公布合约；所述投票发起方利用投票发布方合约在联盟链上发布投票内容并进行数字签名，所述选民通过背书实体的数字证书对投票内容的合法性进行验证，将选票信息、签名信息和密文发送给投票结果统计和公布合约，所述投票方合约获取链上指定的投票内容，所述投票结果统计与公布合约获取选民的选票信息，所述投票结果统计与公布合约获取投票内容所指定的选民来过滤和验证选票，将选票结果发送给所有投票发起方和选民；所述分布式账本存储模块由区块链网络中的节点维护，采用Raft共识算法记账，并对投票方和投票发起方公开透明，可以对投票结果进行追溯验证。

【技术特征摘要】
1.一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统，包括成员权限控制管理模块、投票智能合约模块和分布式账本存储模块，其特征在于：选民和投票发起方通过成员权限控制管理模块注册其实体身份来加入联盟链网络；所述投票智能合约模块用于实现具体的加密投票过程自动化实现，且投票智能合约模块包括投票方合约、投票发布方合约、投票结果统计与公布合约；所述投票发起方利用投票发布方合约在联盟链上发布投票内容并进行数字签名，所述选民通过背书实体的数字证书对投票内容的合法性进行验证，将选票信息、签名信息和密文发送给投票结果统计和公布合约，所述投票方合约获取链上指定的投票内容，所述投票结果统计与公布合约获取选民的选票信息，所述投票结果统计与公布合约获取投票内容所指定的选民来过滤和验证选票，将选票结果发送给所有投票发起方和选民；所述分布式账本存储模块由区块链网络中的节点维护，采用Raft共识算法记账，并对投票方和投票发起方公开透明，可以对投票结果进行追溯验证。2.根据权利要求1所述的一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统，其特征在于：所述选民将自己的选票信息经过投票方合约进行Paillier同态加密运算，所述选民需要使用自己的私钥对同态运算的加密结果生成一份签名信息。3.根据权利要求1所述的一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统，其特征在于：所述成员权限控制管理模块通过Raft投票共识算法来控制节点或者账户的加入，防止恶意节点参与共识。4.根据权利要求1所述的一种基于联盟区块链技术的加密电子投票选举系统，其特征在于：所述投票智能合约模块用于构建许可制区块链投票系统的自动化实现，减少人工参与。5.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇，罗得寸，李世杰，相恒奎，唐晨钧，邹秀清，刘林刚，
申请(专利权)人：上海链度科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31