CN111862440A - 基于区块链技术的投票*** - Google Patents

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张学仁
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Abstract

本发明涉及投票选举领域，提供了一种将区块链、同态加密等新技术与民主法制的投票相结合的投票***，包含了用户客户端，以及短信验证服务、区块链投票流程服务、同态数据加密服务的应用架构；通过短信验证保证用户身份，利用区块链技术保证流投票过程不可篡改、不可撤销、可追溯、可验证，利用同态加密手段保证用户投票信息匿名、数据保密；本发明解决了目前传统投票过程公正性、匿名性和效率等技术问题。

Description

基于区块链技术的投票***
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体的涉及一种基于区块链技术的投票***。
背景技术
随着国家治理体系和治理能力现代化水平的不断提升，民主法治进程的不断推进，基层民主得到不断发展，但是真正实现“无记名、高效率、低成本、保安全”的公平选举仍有“最后一公里”的距离。如何保障线上投票选举过程中的不可篡改、无法推翻是目前尚未得到有效解决的问题。
传统电子投票***中的关键技术是投票人身份识别，数据提取、加密、存储与安全性。传统电子投票***使用中心化服务器来实现上述需求，这存在着更多的安全隐患和信任度低等问题。在安全性方面，对于传统电子投票***，黑客可集中针对中心服务器进行攻击，作恶成功率高，作恶成本小，极易造成***崩溃和数据被篡改。同时，即使使用一系列高成本的安全措施保障***安全不受黑客侵害，而中心化***自身出现故障，则会导致***漏记、误记投票数据，甚至***自身和管理人员都无法分辨数据的真实性。在信任方面，传统电子投票***由中心机构管控，中心机构的工作人员有篡改数据的能力，易造成暗箱操作。投票记录与统计结果由中心服务器处理，公示的投票结果需要依靠中心机构的背书来保证真实性，难以让公众信服。
发明内容
针对上述方法的不足，本发明提供基于区块链技术的投票***，具备多种功能设置，可实现“无记名、高效率、低成本、保安全”公平投票的线上投票***。
本发明解决其技术问题而采取的技术方案是：基于区块链技术的投票***，包括了用户客户端以及验证服务、区块链投票流程服务、同态数据加密服务的应用架构，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：主持人登录用户客户端创建活动并定制投票规则，发起投票活动，并分享验证码至投票参与人员移动终端；
步骤二：投票参与人员利用移动终端参与投票活动，通过验证码进行相关投票活动人员授权认证，包括手写签名确认本人签到，避免其他非投票人参与；
步骤三：投票后***自动对投票人的投票结果利用区块链技术形成投票链条，且对投票人个人信息进行非对称加密，每个投票人获得唯一区块链链码作为私钥，所述私钥可用于后期的可追溯、可验证；
步骤四：***自动对每个参与投票人的投票内容通过同态加密技术进行加密，同时***对投票结果进行统计，此过程确保投票人全程信息匿名、数据保密；
步骤五：主持人对投票结果进行确认，并对统计结果再次利用区块链技术进行上链，确保统计结果无法推翻、无法篡改、无法撤销。
优选的，所述的同态加密技术，其加密过程步骤如下：
步骤一：选取随机产生的两个安全大素数P和Q(目前两个数的长度都接近 512bit是安全的)；
步骤二：计算乘积N＝P×Q；并且生成一个随机数R1；
步骤三：把消息M分组为若干长度L(L的长度应该小于P)的消息分组 M＝m1m2m3…mt；
步骤四：使用加密算法ci＝(mi+P*R1)mod N，同时计算出密文C＝c1c2c3 …ct。
优选的，所述投票规则包括投票对象、参与人员的票数、同一参与人员是否可对同一个对象多次投票、发起时间、持续时间以及公示时间。
优选的，所述的客户端，包括有识别模块、显示模块、投票模块、投票同步展示模块、加密模块以及结果统计模块，所述识别模块、显示模块、投票模块以及投票同步展示模块可通过投票规则进行设定，所述的加密模块以及结果统计模块，由***自带且不可进行操作更改。
优选的，所述客户端包括前端和后端，所述前端为普通用户可使用权限包括选举投票管理、乡村治理投票管理、我参与的、我发起的、定制活动、民主推荐投票管理、评先评优投票管理以及干部选举投票管理功能，所述后端供工作人员使用其主要权限为活动管理和角色管理。
所述通过区块链技术非对称加密对个人信息进行加密，其公钥属于投票***，私钥通过每次的加密生成保存于每个用户手中，此私钥需要通过用户自行设定的密钥结合指纹验证解密方可查看，避免黑客手段导致私钥泄露。
通过上述方案的设置，本发明的小程序***相对于现有的电子投票***，通过发起人主动推送验证码，使得非投票人无法参与，相对于现有的传统电子投票***，本发明的方案可通过主动设定投票规则灵活的定制投票活动，利用区块链技术形成投票链条，使得每个参与人员获得唯一区块链链码作为私钥，采用同态计密技术对投票活动进行加密处理，在***露投票过程内容的前提下对投票结果进行自动统计，其加密处理保证投票活动的数据不可篡改、不可撤销，且可以通过投票人手中的私钥结合解密手段将其信息进行溯源、验证，又保障了投票活动的公共公正。
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明采用区块链和同态加密技术，提供了包含了用户管理、权限管理、民主选举投票管理、评先评优投票管理、乡村治理投票管理、干部选举投票管理等功能，通过手机短信验证码保证投票人员有效、真实；运用区块链和同态加密技术对投票活动加密处理，保证了投票数据不可篡改、不可撤销、可验证、可溯源以及投票内容不可知，保障了投票活动的公共公正。
从而解决了投票过程中的合法合规，提升了用户满意度，最大程度保障投票人民主权益。
附图说明
图1为本发明基于区块链技术的投票***的逻辑架构图；
图2为本发明的加密逻辑图；
图3为本发明的具体实施例的业务架构图；
图4为本发明实施例应用本方案的微信小程序的签到页面示意图；
图5为本发明实施例应用本方案的微信小程序主持人投票确认页面示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
结合附图1-5，对本发明方案进一步说明：基于区块链技术的投票***，包括了用户客户端以及验证服务、区块链投票流程服务、同态数据加密服务的应用架构，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：主持人登录用户客户端创建活动并定制投票规则，发起投票活动，并分享验证码至投票参与人员移动终端；
步骤二：投票参与人员利用移动终端参与投票活动，通过验证码进行相关投票活动人员授权认证，包括手写签名确认本人签到，避免其他非投票人参与；
步骤三：投票后***自动对投票人的投票结果利用区块链技术形成投票链条，且对投票人个人信息进行非对称加密，每个投票人获得唯一区块链链码作为私钥，所述私钥可用于后期的可追溯、可验证；
步骤四：***自动对每个参与投票人的投票内容通过同态加密技术进行加密，同时***对投票结果进行统计，此过程确保投票人全程信息匿名、数据保密；
步骤五：主持人对投票结果进行确认，并对统计结果再次利用区块链技术进行上链，确保统计结果无法推翻、无法篡改、无法撤销。
优选的，所述的同态加密技术，其加密过程步骤如下：
步骤一：选取随机产生的两个安全大素数P和Q(目前两个数的长度都接近 512bit是安全的)；
步骤二：计算乘积N＝P×Q；并且生成一个随机数R1；
步骤三：把消息M分组为若干长度L(L的长度应该小于P)的消息分组 M＝m1m2m3…mt；
步骤四：使用加密算法ci＝(mi+P*R1)mod N，同时计算出密文C＝c1c2c3 …ct。
优选的，所述投票规则包括投票对象、参与人员的票数、同一参与人员是否可对同一个对象多次投票、发起时间、持续时间以及公示时间。
优选的，所述的客户端，包括有识别模块、显示模块、投票模块、投票同步展示模块、加密模块以及结果统计模块，所述识别模块、显示模块、投票模块以及投票同步展示模块可通过投票规则进行设定，所述的加密模块以及结果统计模块，由***自带且不可进行操作更改。
优选的，所述客户端包括前端和后端，所述前端为普通用户可使用权限包括选举投票管理、乡村治理投票管理、我参与的、我发起的、定制活动、民主推荐投票管理、评先评优投票管理以及干部选举投票管理功能，所述后端供工作人员使用其主要权限为活动管理和角色管理。
通过上述方案的设置，本发明的小程序***相对于现有的电子投票***，通过发起人主动推送验证码，使得非投票人无法参与，相对于现有的传统电子投票***，本发明的方案可通过主动设定投票规则灵活的定制投票活动，利用区块链技术形成投票链条，使得每个参与人员获得唯一区块链链码作为私钥保护用户信息，采用同态计密技术对投票活动进行加密处理，在***露投票过程内容的前提下对投票结果进行自动统计，其加密处理保证投票活动的数据不可篡改、不可撤销、内容不可知，且可以通过解密手段将其信息进行溯源、验证，又保障了投票活动的公共公正。
实施例1：一种基于区块链技术的投票***应用的投票微信小程序：会议中途的不记名表决投票流程和规则
1、用户打开投票程序，点击创建活动，进入活动信息维护页面，此过程的识别模块通过判定创建人即为主持人，投票***授权主持人的权限，主持人启动投票模块发起投票活动，制定投票规则：
活动标题：不记名表决投票；
候选人：如有多个候选人，通过点击【添加候选人】按钮依次添加；
最多选择几项：在【最多选择几项】里填写最终当选的委员总数(3选2)；
备选人：如有多个备选选人，通过点击【添加其他备选人】按钮依次添加；
参与人员：所有与会人员；
公示时间：投票截止后；
票选规则：①赞成②不赞成③弃权；
投票完成提交后即刻上传不可更改；
2、点击生成活动编码，通过电机分享，针对与会人员分享，参与人员通过活动编码通过识别模块进行投票***授权验证；
3、参与人员通过识别模块得到授权后参加投票，点击【我的】按钮，再点击【我参与的】按钮显示已参加投票活动列表；
4、所有参与人员，再参加投票活动强，需要点击【签到】按钮，在手写区域输入手写姓名，确保活动参与为本人，签到完毕后等待投票开始后即可开始进入投票环节，主持人可以通过点击【会议已签到人员】按钮，显示已签到的人员清单，查看已参与活动的人员，但仅可查看签到信息，其余信息由加密模块进行加密；
5、参与人员进行投票结果确认并上传，投票***通过加密模块采用区块链技术形成投票链条，每个投票人获得唯一区块链链码私钥保护其个人信息，此过程中不显示任何参与人员信息，所有信息在投票活动开始用户登录后，经投票***后台公钥进行非对称加密；
6、投票结果通过同态加密技术进行加密，在***露投票内容的同时转自结果统计模块统计票数；
7、计票人以及监票人同步查看结果统计模块所自动统计的票数，并和与会人员的数量进行对比，确认是否一致，保障所有人完成投票或在***内确定弃权；
8、等监票人、计票人确认数据无误且认可投票结果户，点击【结束本次活动】按钮，结束活动；
9、确认后连同加密后的投票内容上传至投票***进行存储，由显示模块将最终表决结果对所有权限用户进行展示。
注：投票顺序为：监票人、计票人、主持人、其余人员顺序依次进行，且上一权限人员未投票，下一权限人员无法进行。
监票人权限：①发现候选人不符合条件，点击【中止投票】按钮中止本次投票活动，由主持人再次生成；②候选人得票数符合要求，点击【结果有效】按钮，候选人得票数不符合要求，点击【结果无效】按钮；
计票人权限：①候选人得票数符合要求，点击【结果有效】按钮，候选人得票数不符合要求，点击【结果无效】按钮；
公示后结果详情查看：步骤1：通过微信小程序，进入投票主页，点击【我的】按钮，再点击【我参与的】按钮显示已参加投票活动列表；步骤2：点击其中一个活动即可查看已参加活动的投票数据；步骤3：点击【计票结果】按钮，查看明细数据。
所述通过区块链技术非对称加密对个人信息进行加密，其公钥属于投票***，私钥通过每次的加密生成保存于每个用户手中，此私钥需要通过用户自行设定的密钥结合指纹验证解密方可查看，避免黑客手段导致私钥泄露。
同态加密技术的加密步骤如下：
步骤一：选取随机产生的两个安全大素数P和Q(目前两个数的长度都接近 512bit是安全的)；
步骤二：计算乘积N＝P×Q；并且生成一个随机数R1；
步骤三：把消息M分组为若干长度L(L的长度应该小于P)的消息分组 M＝m1m2m3…mt；
步骤四：使用加密算法ci＝(mi+P*R1)mod N，同时计算出密文C＝c1c2c3 …ct。
本发明的方案小程序可以在创建活动板时，根据其应用场景选择不同的活动基本规则。
本发明采用区块链和同态加密技术，通过验证码保证投票人员有效、真实；运用区块链和同态加密技术对投票活动加密处理，保证了投票数据不可篡改、可溯源以及投票内容不可知，保障了投票活动的公共公正。
从而解决了投票过程中的合法合规，提升了用户满意度，最大程度保障投票人民主权益，最大程度的保证了多人不记名投票的隐私性，其投票通过区块链以及同态加密技术，运用多重的加密技术使得投票内容不可知，但通过投票人员掌握的加密私钥可追溯投票内容，且其内容存于数据库内保障了不可篡改，进一步保障了公正，使得投票结果更符合民主权益，如上述实施例所述，通过此方案***设计的投票***App程序，在保留双重加密的原则上，在还可以根据实际情况进行调整，使其符合多情景现场的投票。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.基于区块链技术的投票***，包括了用户客户端以及验证服务、区块链投票流程服务、同态数据加密服务的应用架构，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：主持人登录用户客户端创建活动并定制投票规则，发起投票活动，并分享验证码至投票参与人员移动终端；
步骤二：投票参与人员利用移动终端参与投票活动，通过验证码进行相关投票活动人员授权认证，包括手写签名确认本人签到，避免其他非投票人参与；
步骤三：投票后***自动对投票人的投票结果利用区块链技术形成投票链条，且对投票人个人信息进行非对称加密，每个投票人获得唯一区块链链码作为私钥，所述私钥可用于后期的可追溯、可验证；
步骤四：***自动对每个参与投票人的投票内容通过同态加密技术进行加密，同时***对投票结果进行统计，此过程确保投票人全程信息匿名、数据保密；
步骤五：主持人对投票结果进行确认，并对统计结果再次利用区块链技术进行上链，确保统计结果无法推翻、无法篡改、无法撤销。
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的投票***，其特征在于：所述的同态加密技术，其加密过程步骤如下：
步骤一：选取随机产生的两个安全大素数P和Q(目前两个数的长度都接近512bit是安全的)；
步骤二：计算乘积N＝P×Q；并且生成一个随机数R1；
步骤三：把消息M分组为若干长度L(L的长度应该小于P)的消息分组M＝m1m2m3…mt；
步骤四：使用加密算法ci＝(mi+P*R1)mod N，同时计算出密文C＝c1c2c3…ct。
3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的投票***，其特征在于：所述投票规则包括投票对象、参与人员的票数、同一参与人员是否可对同一个对象多次投票、发起时间、持续时间以及公示时间。
4.根据权利要求1所述的基于区块链技术的投票***，其特征在于：所述的客户端，包括有识别模块、显示模块、投票模块、投票同步展示模块、加密模块以及结果统计模块，所述识别模块、显示模块、投票模块以及投票同步展示模块可通过投票规则进行设定，所述的加密模块以及结果统计模块，由***自带且不可进行操作更改。
5.根据权利要求1所述的基于区块链技术的投票***，其特征在于：所述客户端包括前端和后端，所述前端为普通用户可使用权限包括选举投票管理、乡村治理投票管理、我参与的、我发起的、定制活动、民主推荐投票管理、评先评优投票管理以及干部选举投票管理功能，所述后端供工作人员使用其主要权限为活动管理和角色管理。
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