CN110837655A - 电子计票的分组方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电子计票的分组方法。该方法包括：利用加密算法ElGamal计算分组的最大组员数；根据投票人数与最大组员数，确定电子计票分组的目标组员数；按照目标组员数对投票者进行分组计票，得到电子计票的计票结果。根据本发明实施例提供的电子计票的分组方法，能够在大规模的电子投票中，对投票者进行分组计票，保证每个分组中投票内容的安全性，并且能够提高大规模的电子投票的计票结果的准确性。

Description

电子计票的分组方法

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种电子计票的分组方法。

背景技术

随着电子投票技术的广泛应用，需要对投票内容、投票者以及候选者的隐私进行保护。通常情况下，会利用ElGamal算法对投票内容进行加密，以保障投票内容不会被非法窃取，进而保障整个电子投票的准确性。

但是，ElGamal加密算法只有在明文消息M满足0≤M≤p-1(其中，p为素数)时，才能正确对加密信息进行解密，否则就会出现解密错误。一旦，在投票人数较多的情况下，计票者对多个加密选票进行同态计算后，无法保证0≤M≤p-1，这就可能会导致解密错误，产生错误的计票结果。

因此，如何在大规模的电子投票中保证电子计票结果的准确性成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种电子计票的分组方法，能够提高电子计票的准确性。

第一方面，提供了一种电子计票的分组方法，该方法包括：

利用加密算法ElGamal计算分组的最大组员数；

根据投票人数与最大组员数，确定电子计票分组的目标组员数；

按照目标组员数对投票者进行分组计票，得到电子计票的计票结果。

通过第一方面提供的电子计票的分组方法，在大规模的电子投票中，能够对投票者进行分组计票，保证每个分组中投票内容的安全性，并且能够提高大规模的电子投票的计票结果的准确性。

在第一方面的一些可实现的方式中，根据投票人数与最大组员数，确定电子计票分组的目标组员数，包括：

若投票人数小于或等于最大组员数，则将投票人数作为目标组员数。

在第一方面的一些可实现方式中，根据投票人数与最大组员数，确定电子计票分组的目标组员数，包括：

若投票人数大于最大组员数，则将最大组员数按照预设公差减少，得到第一数据集，其中，第一数据集中包括的组员数不等于1和2；

分别计算投票人数与第一数据集中的每个组员数的余数；

基于余数确定目标组员数。

在第一方面的一些可实现方式中，基于余数确定目标组员数，包括：

将不等于1且不等于2的余数对应的组员数，记作第二数据集；

若第二数据集为空集，则将等于2的余数对应的组员数，记作第三数据集；

根据第三数据集，确定目标组员数。

在第一方面的一些可实现方式中，根据第三数据集，确定目标组员数，包括：

若第三数据集不为空集，则将第三数据集中最大的组员数作为目标组员数。

当第二数据集为空集且第三数据集不为空集时，表示在按照当前的投票人数和最大组员数进行分组，所有可实现的分组情况对应的最后一组的人数均为1或2人的情况下，可以选择最后一组的人数为2对应的组员数进行分组，其中，选择第三数据集t3中最大的组员数作为目标组员数即可保证得到的分组数最少，使得设备的计算量少，提高分组效率。

在第一方面的一些可实现方式中，根据第三数据集，确定目标组员数，包括：

若第三数据集为空集，则将最大组员数作为目标组员数。

在第一方面的一些可实现方式中，基于余数确定目标组员数，包括：

若第二数据集不为空集，则计算第二数据集中每个组员数对应的分组数，记作第四数据集；

选取第四数据集中最小的分组数在第二数据集中对应的组员数，作为目标组员数。

在第一方面的一些可实现方式中，选取第四数据集中最小的分组数在第二数据集中对应的组员数，作为目标组员数，包括：

若第四数据集中最小的分组数具有多个，则选取多个最小的分组数在第二数据集中对应的最小的组员数，作为目标组员数。

在第一方面的一些可实现方式中，按照目标组员数对投票者进行分组计票，得到电子计票的计票结果，包括：

分别对每个分组的投票者进行乘法同态计算，得到每个分组的同态计算结果；

分别对每个分组的同态计算结果进行解密，得到对应每个分组的计票结果；

基于每个分组的计票结果，得到电子计票的计票结果。

在第一方面的一些可实现方式中，基于每个分组的计票结果，得到电子计票的计票结果，还包括：

将每个分组的计票结果进行非交互式零知识证明，得到每个分组对应的零知识证明；

基于每个分组的计票结果和每个分组对应的零知识证明，得到电子计票的计票结果。

本发明实施例提供的电子计票的分组方法，在大规模的电子投票中，能够对投票者进行分组计票，保证每个分组中投票内容的安全性，并且能够提高大规模的电子投票的计票结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明一实施例的电子计票的分组方法的流程图；

图2示出本发明一实施例的目标组员数确定的方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

由于投票的特殊性，一般需要对投票者的个人信息、投票者的投票内容以及候选者的隐私进行保护。在电子投票中，通常是利用ElGamal加密算法对投票者的投票内容进行加密，以保证投票内容不会被非法窃取，保障整个电子投票的准确性。

但是由于ElGamal加密算法在投票人数较多的情况下，计票者对多个加密选票进行同态计算后，无法保证0≤M≤p-1(其中，p为素数)，这就可能会导致解密错误，产生错误的计票结果。

因此本发明实施例中提供一种电子计票的分组方法，能够基于投票者的人数，得到目标组员数，按照目标组员数对投票者进行分组计票，使得即使在投票人数较多的情况下，计票者对多个加密选票进行同态计算后，也可以保证0≤M≤p-1(其中，p为素数)，提高电子计票的准确性。

下面结合附图，描述根据本发明实施例提供的电子计票的分组方法。应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。

下面通过图1详细介绍根据本发明实施例的电子计票的分组方法。

为了更好的理解本发明得技术方案，下面结合图1对本发明一实施例的电子计票的分组方法进行详细说明，图1是示出本发明一实施例的电子计票的分组方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例中的电子计票的分组方法包括以下步骤：

S110，利用加密算法ElGamal计算分组的最大组员数。

在本发明的一个实施例中，若存在m个投票者，n个候选项，每个候选项对应于一个素数Γ(j)，其中函数Γ表示将候选项j映射为一个素数Γ(j)，并且满足若j₁>j₂，则Γ(j₁)>Γ(j₂)。每个投票者选择其中k个选项，产生k个ElGamal加密投票，则可以通过表达式(1)计算得到的分组的最大组员数q。

q＝log_Γ(n)Γ(n-1)…Γ_(n-k+1)(p-1) (1)

其中，p为ElGamal加密的系统参数(p为素数)，n为候选项的个数，k为投票者可以选择的选项数。

S120，根据投票人数与最大组员数，确定电子计票分组的目标组员数。

在本发明的一个实施例中，若投票人数小于或等于最大组员数，则将投票人数作为目标组员数。

在本发明实施例中，在投票人数小于或者等于最大组员数时，计票者对所有投票者的加密选票进行同态计算后得到的M不会超过p-1(其中，p为素数)，在这种情况下就无需对投票者进行分组计票，即可保证电子计票的准确性。

在本发明的一个实施例中，若投票人数大于最大组员数，则将最大组员数按照预设公差减少，得到第一数据集。

其中，第一数据集中包括的组员数不等于1和2。

例如，若投票人数为76人，通过上述表达式(1)计算得到的最大组员数为6人。故投票人数大于最大组员数，因此将最大组员数按照预设公差减少。在预设公差为1的情况下，第一数据集t1＝{6、5、4、3}。

其次，分别计算投票人数与第一数据集中的每个组员数的余数。

继续以第一数据集t1＝{6、5、4、3}为例，则投票人数与第一数据集中组员数6的余数为4，投票人数与第一数据集中组员数5的余数为1，投票人数与第一数据集中组员数4的余数为0，投票人数与第一数据集中组员数3的余数为1。

接下来，基于余数确定目标组员数。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，图2示出本发明一实施例的目标组员数确定的方法的流程图。基于余数确定目标组员数包括以下步骤：

S121，将不等于1且不等于2的余数对应的组员数，记作第二数据集。

S122，若第二数据集为空集，则将等于2的余数对应的组员数，记作第三数据集，根据第三数据集，确定目标组员数。

在本发明实施例中，若第二数据集为空集，则表示按照当前的投票人数和最大组员数进行分组，所有可实现的分组情况对应的最后一组的人数均为1或2人。

则将余数为2对应的组员数记作第三数据集t3，即第三数据集t3表示最后一组的人数为2对应的组员数。

S123，若第三数据集不为空集，将第三数据集中最大的组员数作为目标组员数。

在本发明实施例中，当第二数据集为空集且第三数据集不为空集时，表示按照当前的投票人数和最大组员数进行分组，所有可实现的分组情况对应的最后一组的人数均为1或2人，则可以选择最后一组的人数为2对应的组员数进行分组，其中，选择第三数据集t3中最大的组员数作为目标组员数即可保证得到的分组数最少，使得设备的计算量少，提高分组效率。

S124，若第三数据集为空集，则将最大组员数作为目标组员数。

在本发明的实施例中，若第三数据集t3也为空集，则表示在按照当前的投票人数和最大组员数进行分组，所有可实现的分组情况对应的最后一组的人数仅能为1。在此情况下，即可将通过表达式(1)计算得到的最大组员数作为目标组员数。

S125，若第二数据集不为空集，则计算第二数据集中每个组员数对应的分组数，记作第四数据集。

继续以投票人数为76人，第一数据集t1＝{6、5、4、3}，则第二数据集t2＝{6、4}为例，则第四数据集t4＝{13、19}。

S126，选取第四数据集中最小的分组数在第二数据集中对应的组员数，作为目标组员数。

继续以投票人数为76人，第一数据集t1＝{6、5、4、3}，第二数据集t2＝{6、4}，第四数据集t4＝{13、19}为例，则选取第四数据集中最小的分组数13在第二数据集中对应的组员数6，作为目标组员数。

在本发明实施例中，选取第四数据集中最小的分组数对应的组员数进行分组可保证得到的分组数最少，使得设备的计算量少，提高分组效率。

S127，若第四数据集中最小的分组数具有多个，则选取多个最小的分组数在第二数据集中对应的最小的组员数，作为目标组员数。

在本发明的一个实施例中，若投票人数为100人，在进行分组计算时，得到的第二数据集t2中包括t2＝{52、51、50、…48}，对应得到的第四数据集t4＝{2、2、2、…3}。

由此可见，第四数据集t4中包括的最小的分组数2有3个，则选取最小的分组数2在第二数据集中对应的最小的组员数50，作为目标组员数。

在本发明实施例中，在无法保证所有分组的组员数均相等的情况下，尽量选择各组的组员数最接近的分组，故在投票人数为100人，分成2组的情况下，优先选择50的组员数进行分组，在无法保证50的组员数进行分组的情况下，再选择51的组员数进行分组。由此保证设备的计算量最小，提高分组效率，并能保证每个分组的投票内容的安全准确性。

在本发明的一个实施例中，可以通过下述算法实现本发明实施例提供的分组方法。

通过本发明实施例提供的分组的方法，能够保证在投票人数小于或等于最大组员数的情况下，为减少设备的计算量，提高计票效率，不进行分组；在投票人数大于最大组员数的情况下，为保证投票内容的安全性，保障整个计票过程的安全性，优先选择分组数最少的方案进行分组，在分组数最少的方案存在多个时，优先选择各组的组员数相同的，若无法保证各组的组员数相等，则选择各组的组员数最接近的方案进行分组计票，进而在保证投票内容的安全性，保障整个计票过程的安全性的情况下，设备的计算量最少，分组效率最高。

S130，按照目标组员数对投票者进行分组计票，得到电子计票的计票结果。

在本发明的一个实施例中，首先对每个分组的投票者进行乘法同态计算，得到每个分组的同态计算结果。

其次，分别对每个分组的同态计算结果进行解密，得到对应每个分组的计票结果M1，M2，…，Ms(一共s个分组)。

接下来，基于每个分组的计票结果M1，M2，…，Ms，得到电子计票的结果M＝M1×M2×…×Ms。

在本发明的另一个实施例中，将每个分组的计票结果进行非交互式零知识证明，得到每个分组对应的零知识证明，利用每个分组的计票结果和每个分组对应的零知识证明，得到电子计票的计票结果。

在本发明实施例中，基于本发明实施例提供的分组的方法对投票者进行分组计票，能够保证得到的电子计票结果0≤M＝M1×M2×…×Ms≤p-1，保证投票内容的安全性，保障整个计票过程的安全性的情况下，设备的计算量最少，分组效率最高。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而设备体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (10)

1.一种电子计票的分组方法，其特征在于，包括：

利用加密算法ElGamal计算分组的最大组员数；

根据投票人数与所述最大组员数，确定电子计票分组的目标组员数；

按照所述目标组员数对投票者进行分组计票，得到所述电子计票的计票结果。

2.根据权利要求1所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述根据投票人数与所述最大组员数，确定电子计票分组的目标组员数，包括：

若所述投票人数小于或等于所述最大组员数，则将所述投票人数作为所述目标组员数。

3.根据权利要求1所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述根据投票人数与所述最大组员数，确定电子计票分组的目标组员数，包括：

若所述投票人数大于所述最大组员数，则将所述最大组员数按照预设公差减少，得到第一数据集，其中，所述第一数据集中包括的组员数不等于1和2；

分别计算所述投票人数与所述第一数据集中的每个组员数的余数；

基于所述余数确定所述目标组员数。

4.根据权利要求3所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述基于所述余数确定所述目标组员数，包括：

将不等于1且不等于2的余数对应的组员数，记作第二数据集；

若第二数据集为空集，则将等于2的余数对应的组员数，记作第三数据集；

根据所述第三数据集，确定所述目标组员数。

5.根据权利要求4所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述根据所述第三数据集，确定所述目标组员数，包括：

若第三数据集不为空集，则将第三数据集中最大的组员数作为所述目标组员数。

6.根据权利要求4所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述根据所述第三数据集，确定所述目标组员数，包括：

若所述第三数据集为空集，则将所述最大组员数作为所述目标组员数。

7.根据权利要求4所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述基于所述余数确定所述目标组员数，包括：

若所述第二数据集不为空集，则计算所述第二数据集中每个组员数对应的分组数，记作第四数据集；

选取所述第四数据集中最小的分组数在所述第二数据集中对应的组员数，作为所述目标组员数。

8.根据权利要求7所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述选取所述第四数据集中最小的分组数在所述第二数据集中对应的组员数，作为所述目标组员数，包括：

若所述第四数据集中最小的分组数具有多个，则选取多个所述最小的分组数在所述第二数据集中对应的最小的组员数，作为所述目标组员数。

9.根据权利要求1所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述按照所述目标组员数对投票者进行分组计票，得到所述电子计票的计票结果，包括：

分别对每个分组的投票者进行乘法同态计算，得到每个分组的同态计算结果；

分别对每个分组的同态计算结果进行解密，得到对应每个分组的计票结果；

基于所述每个分组的计票结果，得到所述电子计票的计票结果。

10.根据权利要求9所述电子计票的分组方法，其特征在于，所述基于所述每个分组的计票结果，得到所述电子计票的计票结果，还包括：

将所述每个分组的计票结果进行非交互式零知识证明，得到所述每个分组对应的零知识证明；

基于所述每个分组的计票结果和所述每个分组对应的零知识证明，得到所述电子计票的计票结果。

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