CN112884968B - 基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法 - Google Patents

基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112884968B
CN112884968B CN202110102797.6A CN202110102797A CN112884968B CN 112884968 B CN112884968 B CN 112884968B CN 202110102797 A CN202110102797 A CN 202110102797A CN 112884968 B CN112884968 B CN 112884968B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voting
homomorphic
voter
method based
registration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110102797.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112884968A (zh
Inventor
韩嵩
金舒丹
任思琪
徐淑华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Gongshang University
Original Assignee
Zhejiang Gongshang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Gongshang University filed Critical Zhejiang Gongshang University
Priority to CN202110102797.6A priority Critical patent/CN112884968B/zh
Publication of CN112884968A publication Critical patent/CN112884968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112884968B publication Critical patent/CN112884968B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C13/00—Voting apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法。本发明利用时间锁谜题的同态特性，解决了现有的基于时间锁谜题的电子投票方法不支持大量的投票人，计算谜题花费时间很长，效率较低的问题，使电子投票系统支持大量的投票人，同时取消承诺，实现了更强的隐私保护，降低了计算开销。本发明还利用区块链的激励机制鼓励更多人参与投票，使投票更公平。

Description

基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法
技术领域
本发明涉及信息安全技术及电子投票技术领域，是一种基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法。
背景技术
近年来，电子投票因可以大幅度提高投票活动的效率和结果的准确性而得到高度关注，安全性问题一直是制约电子投票发展的瓶颈。因此研究电子投票的安全性，设计保护隐私的电子投票方案，是十分必要的。
现有的基于时间锁谜题的电子投票方法不支持大量的投票人、计算谜题花费时间很长、效率较低、未考虑激励机制以及缺乏可信的权威限制了时间锁谜题在电子投票领域的应用。另外现有的基于时间锁谜题的投票方案将协议主要分为两个阶段：在投票阶段，投票人对投票进行承诺并将承诺发布在区块链上。在计票阶段，投票管理端进行计算和宣布选举结果。然而，这留下了一个问题：如何处理在第一阶段的有效承诺但在第二阶段不能透露投票人的选票。
因此，发明一种具有激励机制的、有效的、保护隐私的电子投票方案支持大量的投票人是十分重要的。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，对时间锁谜题进行改进，提出了一种基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法。
本发明包括以下步骤
步骤1.系统初始化：
投票管理端设置项目名称、投票问题、选项以及开始和结束时间点；
参数设置完成并发布后，投票人将被告知可开始注册，进入注册阶段。
步骤2.注册阶段：
注册登记由投票人提出申请，根据数字签名算法生成私钥并计算公钥；
投票人提交公钥和个人信息后，成为合法投票人；
合法投票人名单被写入投票人列表。
步骤3.投票阶段：
每个投票人投出自己的选票发送给投票管理端，每个选票是一个由0和1组成的向量，该向量由m个谜题构成。
步骤4.计数阶段：
投票管理端将所有投票人的选票组成一个n×m的矩阵；
利用时间锁谜题的同态特性将每一个列向量中的元素进行累乘得到每个候选人的时间锁谜题；
投票管理端得到m个候选人的票数，比较结果，最多票数的候选人是选举的胜者。
步骤5.奖励阶段：投票管理端通过Monero区块链将奖励发送给投票人。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：本发明利用时间锁谜题的同态特性，使电子投票系统支持大量的投票人，同时取消承诺，实现了更强的隐私保护，降低了计算开销；本发明利用Monero区块链的激励机制鼓励更多人参与投票，使投票更公平。
附图说明
图1是本发明方法的系统结构图。
具体实施方式
如图1所示，本发明构建了一个有n个投票人和m个候选人的电子投票协议。由此本发明包括以下步骤：
1.系统初始化：
投票管理端设置项目名称、投票问题及选项等；设置开始和结束时间点，包括注册开始时间、注册结束时间、投票开始时间和投票结束时间；参数设置完成并发布后，投票人将被告知可以开始注册，进入注册阶段。
2.注册阶段：
注册登记由投票人提出申请，根据基于椭圆曲线数字签名算法生成私钥并计算公钥。投票人只有提交公钥和个人信息后，才能成为合法投票人；合法投票人名单将被写入投票人列表。注册阶段应在规定的时间节点前完成，超时系统将不接受任何注册请求。
3.投票阶段：
每个投票人投出自己的选票发送给投票管理端，每个选票是一个由0和1组成的向量，该向量由m个谜题构成。如果第i个选票中的第l个谜题为1，说明第i个投票人支持第l个候选人；如果谜题为0，说明第i个投票人不支持第l个候选人，其中i＝1,2,...,n；l＝1,2,...,m。投票人不需要对投票进行承诺且发布在区块链上，保护了投票人的选票信息，实现了更强的隐私保护。
4.计数阶段：
投票管理端将所有投票人的选票组成一个n×m的矩阵，然后利用时间锁谜题的同态特性将每一个列向量中的元素进行累乘得到每个候选人的时间锁谜题，一共有m个候选人，投票管理端最后只需要解m个谜题，可以得到m个候选人的票数，然后比较结果，最多票数的候选人是选举的胜者。
通过累乘投票管理端可以得到m个时间锁谜题，确定选举结果所需的计算是解决m个时间锁谜题，与投票人的数量无关。解决了现有的基于时间锁谜题的电子投票方法不支持大量的投票人、计算谜题花费时间很长、效率较低的问题。
5.奖励阶段：
投票管理端通过Monero区块链将奖励发送给投票人。投票人也可以检查他们的奖励是否已经由投票管理端发送。Monero区块链通过隐蔽地址来保证不可链接性，通过环签名来保证不可追踪性，从而给投票人以及投票管理端的交易信息提供了很好的隐私性，并且Monero使区块链没有区块限制，可动态扩展。

Claims (7)

1.基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1.系统初始化：
投票管理端设置项目名称、投票问题、选项以及开始和结束时间点；
参数设置完成并发布后，投票人将被告知可开始注册，进入注册阶段；
步骤2.注册阶段：
注册登记由投票人提出申请，根据数字签名算法生成私钥并计算公钥；
投票人提交公钥和个人信息后，成为合法投票人；
合法投票人名单被写入投票人列表；
步骤3.投票阶段：
每个投票人投出自己的选票发送给投票管理端，每个选票是一个由0和1组成的向量，该向量由m个谜题构成；
步骤4.计数阶段：
投票管理端将所有投票人的选票组成一个n×m的矩阵；
利用时间锁谜题的同态特性将每一个列向量中的元素进行累乘得到每个候选人的时间锁谜题；
投票管理端得到m个候选人的票数，比较结果，最多票数的候选人是选举的胜者；
步骤5.奖励阶段：投票管理端通过Monero区块链将奖励发送给投票人。
2.根据权利要求1所述的基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法，其特征在于：所述的开始和结束时间点包括注册开始时间、注册结束时间、投票开始时间和投票结束时间。
3.根据权利要求1所述的基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法，其特征在于：所述的数字签名算法采用基于椭圆曲线数字签名算法。
4.根据权利要求1所述的基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法，其特征在于：注册阶段应在规定的时间节点前完成，否则将不接受任何注册请求。
5.根据权利要求1所述的基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法，其特征在于：如果第i个选票中的第l个谜题为1，说明第i个投票人支持第l个候选人；如果谜题为0，说明第i个投票人不支持第l个候选人，其中i＝1,2,...,n；l＝1,2,...,m，n表示投票人总数。
6.根据权利要求5所述的基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法，其特征在于：m个候选人对应m个谜题，由投票管理端解m个谜题，得到m个候选人的票数。
7.根据权利要求1所述的基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法，其特征在于：奖励阶段的投票人也可检查他们的奖励是否已经由投票管理端发送。
CN202110102797.6A 2021-01-26 2021-01-26 基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法 Active CN112884968B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110102797.6A CN112884968B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110102797.6A CN112884968B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112884968A CN112884968A (zh) 2021-06-01
CN112884968B true CN112884968B (zh) 2022-05-17

Family

ID=76053148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110102797.6A Active CN112884968B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112884968B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109523683A (zh) * 2018-12-29 2019-03-26 杭州趣链科技有限公司 一种基于区块链技术的不记名电子投票方法
CN109558517A (zh) * 2018-10-24 2019-04-02 中山大学 一种基于区块链的多方安全选举系统
CN111639361A (zh) * 2020-05-15 2020-09-08 中国科学院信息工程研究所 一种区块链密钥管理方法、多人共同签名方法及电子装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201706132D0 (en) * 2017-04-18 2017-05-31 Nchain Holdings Ltd Computer-implemented system and method
US10445965B2 (en) * 2018-01-29 2019-10-15 Accenture Global Solutions Limited Blockchain-based cryptologic ballot organization

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109558517A (zh) * 2018-10-24 2019-04-02 中山大学 一种基于区块链的多方安全选举系统
CN109523683A (zh) * 2018-12-29 2019-03-26 杭州趣链科技有限公司 一种基于区块链技术的不记名电子投票方法
CN111639361A (zh) * 2020-05-15 2020-09-08 中国科学院信息工程研究所 一种区块链密钥管理方法、多人共同签名方法及电子装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112884968A (zh) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. A blockchain based privacy-preserving incentive mechanism in crowdsensing applications
CN109523683B (zh) 一种基于区块链技术的不记名电子投票方法
CN110232764B (zh) 基于区块链的匿名电子投票方法及系统
RU2652443C1 (ru) Система и способ определения количества голосов избирателей, собираемых с помощью электронного голосования
CN109934988B (zh) 一种基于区块链的电子投票方法
CN112199736B (zh) 一种基于区块链的有序多重签名方法
CN111817855B (zh) 基于以太坊区块链的电子投票方法及系统
CN110912705B (zh) 一种基于区块链的分布式电子投票方法及系统
CN113381991B (zh) 基于区块链的电子投票系统及方法
Nguyen Thi et al. Enhanced security in internet voting protocol using blind signatures and dynamic ballots
CN112581132A (zh) 一种保证投票发起人权益的公平的区块链投票方法及系统
Islam et al. Blockchain Based New E-voting Protocol System without Trusted Tallying Authorities
US20220239502A1 (en) System to Securely Issue and Count Electronic Ballots
Salman et al. A Review on E-Voting Based on Blockchain Models
CN112884968B (zh) 基于区块链和同态时间锁谜题的电子投票方法
CN110719168A (zh) 一种基于区块链的分级匿名表决方法
Wu et al. Privacy-preserving voluntary-tallying leader election for internet of things
Chaudhary et al. Decentralized voting platform based on Ethereum blockchain
CN114240332A (zh) 一种用于电子投票的聚合签名方法
CN116452135A (zh) 基于以太坊的分布式匿名投票方法、装置、设备及介质
CN109544772B (zh) 一种安全高效的电子投票方法
LU501788B1 (en) Electronic voting method based on blockchain and homomorphic time lock puzzle
CN113496406A (zh) 一种基于区块链的强匿名电子投票协议
WO2021202289A1 (en) Deterministic sparse-tree based cryptographic proof of liabilities
Sri et al. E-voting system using blockchain

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Han Song

Inventor after: Jin Shudan

Inventor after: Ren Siqi

Inventor after: Xu Shuhua

Inventor before: Han Song

Inventor before: Xu Shuhua

Inventor before: Ren Siqi

Inventor before: Jin Shudan

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant