CN103593899B - 基于蓝牙的匿名团体投票方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于蓝牙的匿名团体投票方法包括：投票发起方发起蓝牙投票事件；投票发起方对投票信息进行编辑存入蓝牙设备名字中，并使用密钥加密，经蓝牙进行发送；投票方打开设备蓝牙，接收投票发起方发布投票信息；投票方接收到信息即可使用密钥解密信息进行投票，同时设备成为节点，通过多跳方式进行转发投票信息；投票完毕后，将投票结果及自动产生的随机码存储到手机蓝牙设备名上，输入密钥加密并提交选票，设备将以多跳方式将不同选票者的选票信息扩散、汇总到投票发起方设备上；投票结束，系统根据收到有效信息进行解密，并自动计算投票结果呈现给投票发起方，之后公布选票结果，降低了成本，提高了灵活性、效率、安全性及可靠性。

Description

基于蓝牙的匿名团体投票方法

【技术领域】

本发明涉及蓝牙设备软件及网络交互领域，特别涉及一种基于蓝牙的匿名团体投票方法。

【背景技术】

投票是人们生活和工作中常用的一种方式，用以表达大众对某项活动或者事宜的选择。比如投票选举，选举人将所要选的人的姓名写在选票上，或在印有候选人姓名的选票上做出标记，投入票箱。其中，匿名投票，又称不记名投票，是投票的一种常用形式。投票者在投票时，选票中不用写下自己的名字及身份识别信息，避免非自愿地让人知道自己的投票意向。传统的不记名投票的流程为：事先准备好纸笔等记录工具以及票箱用于保密处理，然后由投票发起方对选举目的、背景及规则等相关事宜作出陈述并分发选票；而后由投票方在选票上填写投票信息；最后将填写好的选票统一投到票箱由公证人员对选票进行统计并公布最终结果。

从上述操作流程中，可以发现传统不记名投票方式在操作灵活性以及信息保密性等方面上都具有一定局限，具体体现为以下几点：第一，传统不记名投票的前期准备工作较为繁琐，不能灵活适应生活中的实际情况，如：在一个团体出游时，需临时在大巴车上决议第二天的旅游项目，在没有预先准备纸笔等道具的情况下很难实现不记名投票；第二，投票的整个流程中需要设专人宣读投票信息、统计票数、唱票，费时费力，由于人的主观性及个人私欲，暗箱操作等情况也时有发生，从而导致不公正性；第三，在不记名投票的过程中很难实际做到信息的保密性，投票者本身的字迹作为个体差异性特征容易暴露其真实身份；第四，投票过程中所使用的纸张、投票箱等并不符合现代要求低碳环保的标准。

【发明内容】

有鉴于此，本发明要解决技术问题，在于提供一种基于蓝牙的匿名团体投票方法，该方法可以简化了投票前期准备工作，使成员匿名投票，投票速度快，可快速统计票数，得出结果。

为了实现上述目的，本发明提出一种基于蓝牙的匿名团体投票方法，其包括：

步骤1，投票发起方发起蓝牙投票事件；

步骤2，投票发起方对投票信息进行编辑存入蓝牙设备名字中，并使用密钥加密，经蓝牙进行发送；

步骤3，投票方打开设备蓝牙，接收投票发起方发布投票信息；

步骤4，投票方接收到信息即可使用密钥解密信息进行投票，同时设备成为节点，通过多跳方式进行转发投票信息；

步骤5，投票完毕后，将投票结果及自动产生的随机码存储到蓝牙名上，输入密钥加密并提交选票，设备将以多跳方式将不同选票者的选票信息扩散、汇总到投票发起方设备上；

步骤6，投票结束，系统根据收到有效信息进行解密，并自动计算投票结果呈现给投票发起方，之后公布选票结果。

进一步地，所述随机码产生过程：投票方提交选票时，调用随机算法产生的。

进一步地，所述随机码为随机数字组成分配给投票者用于设备之间识别。

进一步地，将四位密钥循环扩长至240位，之后从蓝牙名的第九位开始，使用基于异或的对称加密算法对扩长后的密钥和蓝牙名进行按位“异或”运算，得到加密后的蓝牙名；

将四位密钥循环扩长至240位，之后从加密后的蓝牙名的第九位开始，使用基于异或的对称加密算法对扩长后的密钥和蓝牙名进行按位“异或”运算，得到解密后的蓝牙名。

进一步地，所述公布选票结果为设备自动唱票或投票发起方发送结果给所有投票方。

本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法，只需准备带蓝牙的设备，无需预先准备其他任何工具即可完成投票的整个过程，能够适应各种场合下的使用需要；同时无纸化的操作更是迎合了现代绿色环保的要求；通过巧妙地设计，在完成投票的同时有效保障了投票方个人身份信息的隐蔽性；通过系统中的多跳转发机制及统计分析算法可以自动完成选票的分发、回收及统计等工作并将最后结果返回给投票发起方，在最大程度上减免了人工参与的环节，提高了效率，尽可能避免了人为因素所致的误差及不公正性。

【附图说明】

图1是本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法的流程框图。

图2是本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法的蓝牙名格式示意图。

图3A是本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法的设备A的选票记录字段内容示意图。

图3B是本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法的设备B的选票记录字段内容示意图。

图3C是本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法的经与设备B交换后设备A的选票记录字段内容示意图。

图4是本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法的多跳传输过程示意图。

【具体实施方式】

下面是对本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法进行具体说明。

如图1所示，本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法的一种实施例方式包括：

步骤1S：投票发起方发起蓝牙投票事件；

步骤2S：投票发起方对投票信息进行编辑存入蓝牙设备名字中，并使用密钥加密，经蓝牙进行发送；

步骤3S：投票方打开设备蓝牙，接收投票发起方发布投票信息；

步骤4S：投票方接收到信息即可使用密钥解密信息进行投票，同时设备成为节点，通过多跳方式转发进行转发投票信息；

步骤5S：投票完毕后，将投票结果及自动产生的随机码存储到手机蓝牙设备名上，输入密钥加密并提交选票，设备将以多跳方式转发不同选票者的选票信息扩散、汇总到投票发起方设备上；

步骤6S：投票结束，系统根据收到有效信息进行解密，并自动计算投票结果呈现给投票发起方，之后公布选票结果。

如图2所示，根据蓝牙协议规定，手机设备的蓝牙名长度最大为248个字节，我们将其划分为若干个字段。图2给出了一种具体的划分字段的方式：组名，占8个字节，用以区分不同的投票用户组，组员根据组名判断是否是组内的合法投票；投票内容介绍，占60个字节，作用是介绍投票相关的信息，如为什么要投票，投票的目的是什么；投票选项，每项占用10个字节，设8个选项，共占用80个字节；选票记录或决策信息，占100个字节。这一字段在投票决策前后装载不同的类型的内容，在决策产生前为各成员的投票选项记录，即记录下大家投了什么票。决策之后则显示最终决策的信息及下一步的安排。投票选项的记录是这样的，总共100个字节中，用每2个字节对应一个成员的选择，则可以最大支持50个投票用户。这2个字节里，我们进一步进行划分，用13位以区分不同的投票用户（称这13位为“区分位”），这里我们用临时分配给投票者的一个随机数来表示，这个随机数是用户在提交选票的时候调用随机算法得到一组随机数，投票方将这组随机数和投票选项一同放入蓝牙名中，并提交选票。这样做的好处是对投票者身份的隐藏，即使是组内成员也不知道是谁投的票。虽然不同用户可能产生同样的随机码，但这个概率是很低的，比如两个13位随机数冲突的概率是二百一十三分之一，基本上不会对整体结果造成影响。剩下的3位表示投票用户的选择（称这3位为投票位），因此能支持8种选择，即可以支持最多8个投票选项，这对于大多数投票应用都已经足够，如果不够，也可以根据需要调整“区分位”与“投票位”的长度。因此需要强调的是，这里的格式划分只是一个例子，具体使用者可以依据自身的特性进行特定的划分。如记录单个成员的选择的字段（目前是2个字节），字段越长所能支持的投票总人数越少（总空间在100个字节的前提下），但是投票发生冲突的概率就越低。

在用户提交选票时，将产生一个13位的随机码，随机码是由系统中的随机算法生成的，将该随机码和投票选项数字一同放入到蓝牙设备名中的任意空白的选票记录字段。值得一提的是，每个用户完成投票后，便自动进入到了系统的多跳转发机制中，即该用户成为了投票信息的传播者，别的用户可以从该用户获取投票信息并传播投票选项。如，另外一个普通用户通过扫描得到该用户的设备名后，将做出投票并更新自己的设备名。具体来说，是根据随机码剔除同一个用户的重复内容，然后将新发现的投票字段放入自己的设备名里。如图3A所示，手机设备A在提交选票信息后，经搜索检测到附近手机设备B的选票信息，如图3B所示。根据前13位随机码判断该选票并未包含在本机所收集的选票信息中，于是将该条选票信息加入到自己的设备名里，如图3C所示。系统中的用户皆会重复此过程，最终投票发起方即可获取全部投票结果。

如图4所示，基于多跳转发的信息扩散机制由于在整个拓扑结构中不存在明显的核心节点，即除决策方外每个节点的重要性几乎相等，因此任意节点的损坏并不会显著影响信息流在整个网络中的扩散及汇总。如图4所示：各投票方在完成投票后自动进入到多跳转发机制，即将自身的选票信息向附近处于同一投票组的其他节点进行广播，即图4中箭头方向代表选票信息的扩散方向，并收集、汇总来自其他节点的选票信息。如图4所示，由于超出了通信半径的范围，投票者3虽然不能从投票发起方处直接获取投票信息，根据我们的多跳转发机制，投票者3却可以从投票者1或者2那里获取投票信息，完成投票后其投票信息亦可被投票者1或者2获取，从而最终被投票发起方获取。

加密：由于蓝牙传输协议限制，蓝牙名在传输信道中使用的是明文，为使选举团外人员不能读出与投票相关的信息，由选举团内设置通用密钥，用以加密选票信息。采用基于异或的对称加密算法，由用户设置4位的加密密钥K₀₁K₀₂K₀₃K₀₄，将此4位密钥从蓝牙名X₁,X₂,....,X₉,X₁₀,X₁₁,X₁₂,X₁₃,....,X₂₄₈的第二个字段开始，即第9位X₉开始。先将密钥循环扩长至240位，即240个UTF-8字符，最后将用户的蓝牙名与此扩长后的密钥从蓝牙名的第二个字段开始，即不对整个蓝牙名加密，跳过了组名字段的加密过程，这样可以保证系统能够区分不同的投票组，同时又不泄露用户的其他信息。按位进行“异或”运算得到加密后的蓝牙名为X₁,X₂,....X₈,N₉,N₁₀,N₁₁,N₁₂,....,N₂₄₈，并将此结果作为新的蓝牙名赋予手机。由于加密解密固化在系统程序里，蓝牙名向外部呈现的是加过密的信息，即是一堆不知意义的符号，即使是内部投票使用者也不知道具体字段的格式设置，因此不能人为增删、伪造虚假的投票信息。

解密：当投票方用户将其选票信息设置加密后，经多跳转发，附近可靠节点交换得到的新选票信息仍为密文形式，只有选票信息被汇总到投票发起方时，才进行相应的解密操作并完成统计、分析过程。由于本加密算法采用的是对称加密的形式，因此在解密选票信息时，根据投票发起方设置的组内密钥K₀₁K₀₂K₀₃K₀₄进行后续的解密操作。具体解密过程如下：与加密算法相似，将此4位密钥循环扩长240位，共240个UTF-8字符，之后将此加密后的蓝牙名与扩长后的密钥从蓝牙名的第二个字段开始，即跳过了组名字段，因为在加密过程中并未对此部分信息进行加密，无需进行解密，之后按位进行“异或”运算得到解密后的蓝牙名为X₁,X₂,....,X₉,X₁₀,X₁₁,X₁₂,X₁₃,....,X₂₄₈，于是投票发起方便得到了所有选票信息的明文形式。

投票发起方统计投票信息并做出决策：在投票发起方确认所有投票者均作出应答后即可查看投票信息，为了避免无限期地等待投票者，系统也可以设置一个最长投票期限，超过该期限的投票宣告无效。系统根据已收集到的本组有效投票信息自动计算出各选项的票数并呈现给投票发起方。投票发起方可以根据此最终结果做出决议，并将最终决策加以描述后公示给小组内的其他投票成员。即投票发起方将该决策信息覆盖到原有的“选票记录”信息，并再次按照前面所述的方法分发给投票者。至此，整个投票过程完结。

与现有的技术相比较，本发明基于蓝牙的匿名团体投票方法，只需准备带蓝牙的设备，无需预先准备其他任何工具即可完成投票的整个过程，能够适应各种场合下的使用需要；同时无纸化的操作更是迎合了现代绿色环保的要求；通过巧妙地设计，在完成投票的同时有效保障了投票方个人身份信息的隐蔽性；通过系统中的多跳转发机制及统计分析算法可以自动完成选票的分发、回收及统计等工作并将最后结果返回给投票发起方，在最大程度上减免了人工参与的环节，提高了效率，尽可能避免了人为因素所致的误差及不公正性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于蓝牙的匿名团体投票方法，其特征在于，包括：

步骤1，投票发起方发起蓝牙投票事件；

步骤2，投票发起方对投票信息进行编辑并存入蓝牙设备名字中，并使用密钥加密，经蓝牙进行发送；

步骤3，投票方打开设备蓝牙，接收投票发起方发布的经加密的投票信息；

步骤4，投票方接收到经加密的投票信息即使用密钥解密经加密的投票信息并进行投票，同时投票方的设备成为节点，通过多跳方式转发经加密的投票信息给其他投票方的设备；

步骤5，投票完毕后，投票方将投票结果及自动产生的随机码存储到蓝牙设备名字上，输入密钥加密并提交选票信息，投票方的设备将以多跳方式将不同投票者的选票信息扩散、汇总到投票发起方的蓝牙设备上；

步骤6，投票结束，投票发起方的蓝牙设备对收到的有效选票信息进行解密，并自动计算投票结果呈现给投票发起方，之后公布选票结果。

2.如权利要求1所述的基于蓝牙的匿名团体投票方法，其特征是：所述随机码是在投票方提交选票信息时，调用随机算法产生的。

3.如权利要求1或2所述的基于蓝牙的匿名团体投票方法，其特征是：所述随机码为分配给投票者的用于识别投票方的设备的随机数字组合。

4.如权利要求1所述的基于蓝牙的匿名团体投票方法，其特征是：所述密钥的加密及解密具体过程：将四位密钥循环扩长至240位，之后从蓝牙设备名字的第九位开始，使用基于异或的对称加密算法对扩长后的密钥和蓝牙设备名字进行按位“异或”运算，得到加密后的蓝牙设备名字；

将四位密钥循环扩长至240位，之后从加密后的蓝牙设备名字的第九位开始，使用基于异或的对称解密算法对扩长后的密钥和蓝牙设备名字进行按位“异或”运算，得到解密后的蓝牙设备名字。

5.如权利要求1所述的基于蓝牙的匿名团体投票方法，其特征是：所述公布选票结果为投票发起方的蓝牙设备自动唱票或投票发起方发送结果给所有投票方。