基于区块链的抗恶意敌手投票方法技术

本发明专利技术涉及电子投票领域，且公开了基于区块链的抗恶意敌手投票方法，通过门限

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的抗恶意敌手投票方法


[0001]本专利技术涉及电子投票领域，具体为基于区块链的抗恶意敌手投票方法
。

技术介绍

[0002]电子投票作为一种新型投票方式，在评选
、
拍卖
、
选举等现实场景中广泛应用
。
为了避免冒充身份
、
篡改记录
、
抵赖等情况发生，因此基于区块链设计的电子投票方案，可形成有效证据链，方便解决纠纷，永久保存
。
目前主要有三类电子投票方案：基于盲签名的电子投票方案
、
基于混合网络的电子投票方案
、
基于同态加密的电子投票方案
[66,67]。
[0003]但是，基于区块链的电子投票中，可能泄漏投票者的身份信息且需要一个第三方计票机构来进行计票，这些将大大降低电子投票的安全性
。
因此，在区块链电子投票中引入隐私计算迫在眉睫
。
作为隐私计算的核心技术，安全多方计算成为了隐私计算领域的研究热点，并且与区块链去中心化特性不谋而合，可在无第三方的情况下实现计票
。
[0004]文献
[68]基于智能合约的电子投票方案，该方案使用同态加密算法加密后发送给节点进行统计，但是可能存在恶意节点对选票丢弃等恶意行为，从而无法保证计票的正确性
。
[0005]文献
[69]基于区块链的电子投票方案，设计
ElGamal
强盲签名的电子投票方案，使用了不可链接支付，虽然解决了匿名投票的问题，但是计票时投票者将选票发送给第三方管理者，管理者发送给智能合约，无法保证选票的隐私性，为此我们提出了基于区块链的抗恶意敌手投票方法
。

技术实现思路

[0006](
一
)
解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于区块链的抗恶意敌手投票方法，解决目前电子投票方案中计票过程可能泄漏投票者身份
、
丢弃选票等恶意行为，本文通过区块链与门限
Paillier
算法相结合的方式设计了新的计票方案，即结合区块链的不可篡改性，利用门限
Paillier
具有的加法同态性，对密文进行运算，从而得到计票结果，以此保障投票的安全性
、
隐私性和正确性
。
[0008](
二
)
技术方案
[0009]为实现上述所述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于区块链的抗恶意敌手投票方法，包括以下步骤：
[0010]第一步：投票发起者设置选票列表
X
＝
(x1,x2,...,x
n
)
及投票个数
s
；
[0011]第二步：投票发起方根据密钥生成方法生成公私钥，投票发起方审查投票者是否有投票资格，审查通过后向投票者发放个人私钥；
[0012]第三步：投票者进行投票，对投票进行加密，将密文保存到区块链的链下数据层，并在链上生成投票完成标识，链上标识在区块链上全网公示；
[0013]第四步：对投票数据进行解密，公开有效票的投票者
。
[0014]优选的，所述第二步的具体内容为：
[0015]投票发起方根据密钥生成方法生成公私钥，并按照
Shamir
秘密共享方案进行计算：
s
i
＝
f(x
i
)modnu(1≤i≤l,l
指参与人数
)
；
[0016]投票者将身份信息
ID
i
发送给投票发起方进行注册，投票发起方审查投票者是否有投票资格，审查通过后向投票者发放个人私钥
s
i
；
[0017]并将已发放的个人私钥进行销毁，注册结束时间后，投票发起方公布合法投票者总数及投票者名单，并将公钥
(n,g,
θ
)
以及密钥验证序列
vk
＝
v,vk1,vk2,...,vk
l
进行公开
。
[0018]优选的，所述第三步的具体内容为：
[0019]投票者在空白选票
X
＝
(x1,x2,...,x
n
)
上，将投票的选项标为1，未投票的选项标为0；
[0020]将自己投票后的选票记为
X
i
＝
(x
i1
,x
i2
,...,x
in
)
，投票者
P
i
(1≤i≤l)
选择一个随机数
r
i
，对选票进行加密
[0021]将自己的投票信息
X
i
＝
(x
i1
,x
i2
,...,x
in
)
加密后记为
E(X
i
)
＝
(E(x
i1
),E(x
i2
),...,E(x
in
))
，将密文保存到区块链的链下数据层，并在链上生成投票完成标识，链上标识在区块链上全网公示
。
[0022]优选的，所述第四步包括以下步骤：
[0023]投票者的加密信息在链下的数据存储层，首先相乘每个投票者的密文，即然后联合解密；
[0024]若该值等于投票数
s
，则为有效票，否则为无效票，公开有效票的投票者；
[0025]所有投票者联合计算所有有效票的每一列乘积
[0026]投票者
P
i
(1≤i≤l)
利用自己的密钥
s
i
并按照函数对密文部分解密得到
d
i
，同时利用零知识证明方法设置
y
i
用来证明把
c
4l
！
modn2和
v
l
！
modn2进行了
s
i
次乘方，得到和
v
i
，并且将
(d
i
,y
i
)
进行公开；
[0027]若投票者收到的有效
d
i
个数少于门限值
t
，则该次投票失败，否则计算进行恢复明文，即为最终计票结果，其中符号函数输入参数为
s
x
＝
{x
＜
n2|x
＝
1modn}
；
[0028]将最终投票结果在区块链上进行公布
。
[0029](
三
)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于区块链的抗恶意敌手投票方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：投票发起者设置选票列表
X
＝
(x1,x2,...,x
n
)
及投票个数
s
；第二步：投票发起方根据密钥生成方法生成公私钥，投票发起方审查投票者是否有投票资格，审查通过后向投票者发放个人私钥；第三步：投票者进行投票，对投票进行加密，将密文保存到区块链的链下数据层，并在链上生成投票完成标识，链上标识在区块链上全网公示；第四步：对投票数据进行解密，公开有效票的投票者
。2.
根据权利要求1所述的基于区块链的抗恶意敌手投票方法，其特征在于：所述第二步的具体内容为：投票发起方根据密钥生成方法生成公私钥，并按照
Shamir
秘密共享方案进行计算：
s
i
＝
f(x
i
)modnu(1≤i≤l,l
指参与人数
)
；投票者将身份信息
ID
i
发送给投票发起方进行注册，投票发起方审查投票者是否有投票资格，审查通过后向投票者发放个人私钥
s
i
；并将已发放的个人私钥进行销毁，注册结束时间后，投票发起方公布合法投票者总数及投票者名单，并将公钥
(n,g,
θ
)
以及密钥验证序列
vk
＝
v,vk1,vk2,...,vk
l
进行公开
。3.
根据权利要求1所述的基于区块链的抗恶意敌手投票方法，其特征在于：所述第三步的具体内容为：投票者在空白选票
X
＝
(x1,x2,...,x
n
)
上，将投票的选项标为1，未投票的选项标为0；将自己投票后的选票记为
X
i
＝
(x
i1
,x
i2
,...,x
in
)
，投票者
P
i
(1≤i≤l)

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新，罗丹，郑云菲，涂小芬，王丰，李敬辉，
申请(专利权)人：天津仁爱学院，
类型：发明
国别省市：