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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明涉及一种基于理想格的区块链匿名投票技术，属于区块链隐私保护技术领域。本发明针对现有的电子投票系统存在依赖可信第三方、不抗量子攻击等缺陷，为解决在量子环境下基于区块链匿名投票的隐私安全性问题，采用基于理想格陷门的环签名技术，在能够抵抗量子计算攻击的同时可以缩小签名的长度和签名的效率。本发明对投票的内容进行了加密，保护了公开在链上的选票的内容，避免投票结果被提前获知。同时，不需要依赖可信的第三方进行票数统计，所有用户都可以进行验票，可以无争议地达成共识。

主权项：1.一种基于理想格的区块链匿名投票方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：投票项目注册；用户对投票项目进行初始化，注册投票项目信息，智能合约对项目信息产生相关安全参数；步骤1.1：用户向智能合约发起注册请求，并提供项目信息，包括候选者列表c1,c2,...cn、投票规则、时间节点，其中cn表示第n个候选者，时间节点包括公开注册时间Tc和公开投票时间Tv；步骤1.2：智能合约接收生成专属于此项目的公私钥对IDsk，IDpk，保留公钥IDpk，将私钥IDsk和相关项目信息公示到区块链中，相关项目信息包括候选者列表、投票规则、时间节点；步骤2：投票者登记；参与投票的用户根据链上的申请投票项目信息，在区块链登记相关的个人信息；智能合约生成一个投票者的唯一标识；步骤2.1：参与投票的区块链用户在公开注册时间内，向智能合约提交注册申请；步骤2.2：智能合约收到投票者的注册申请之后，产生投票者的公私钥对usk，upk，其中usk为投票者的私钥，upk为投票者的公钥；步骤2.3：智能合约使用项目公钥IDpk、投票者公钥upk和随机数r，生成一个唯一的标识token作为投票者的唯一标识；步骤2.4：智能合约将产生的投票者的私钥和投票者唯一标识token，通过可信信道发送给投票者；步骤3：投票准备；获得唯一标识的投票者在投票前，要进行必要的准备工作，包括获得若干个投票者的公钥，以及投票项目的相关信息；步骤3.1：投票者在投票前，在区块链中选择k个参与投票项目ID的投票者的公钥upk，k个参与项目ID投票者作为环签名的诱饵用户，k≥2；步骤3.2：投票者在区块链中获得项目相关信息，包括项目ID的候选人列表c1,c2,...cn、时间节点中的公开投票时间Tv和投票规则；步骤4：投票；投票者采用同态加密将投票内容进行加密，采用基于理想格的环签名技术对加密的投票内容进行签名；步骤4.1：投票者按照项目ID的投票规则对，生成投票内容M；步骤4.2：投票者使用同态加密对投票内容M进行加密，得到加密的投票内容ME；步骤4.3：投票者对加密投票内容ME进行环签名，使用基于理想格的环签名方式，具体如下：签名SignME，Rupk，usk，其中：输入包括：投票消息ME，投票者选取的公钥环Rupk，投票者私钥usk，哈希函数H2；输出：环签名e；首先，对环中的公钥upki矩阵Ai做以下操作，计算A为模q多项式商环上的n*m矩阵；投票者的私钥usk矩阵Ss，计算S表示由私钥矩阵Ss和单位矩阵拼接成维数为m+nk+n×n的整数矩阵；对环中的每个公钥upki，生成向量Z表示维数为m+nk×n的矩阵数据元素为模q的整数；遍历参与环签名的编号为i＝s+1到i＝numRupk-1和i＝0到i＝s-1的用户，s表示投票者的编号,i表示的参与环签名提供公钥的用户编号；然后，计算参与环签名提供公钥的用户的承诺值：zi、ci分别表示环上第i个用户的响应和承诺；最后，输出环签名步骤4.4：投票者将加密后的消息ME、环签名e、项目标识、时间戳和投票者唯一标识token，一起公开到区块链上；步骤5：计票准备；智能合约收集区块链上的选票，进行投票者唯一标识和环签名的认证，对加密的投票内容进行同态相加；步骤5.1：对投票者唯一标识token进行验证，只记录每个token对应的第一次投票；区块链的任何用户，都能够验证投票者的环签名的有效性；其中，智能合约对投票者唯一标识token进行验证，环签名验证算法VerifyME，e如下：输入包括：签名消息ME，环签名e；参与环签名的用户的公钥集Rupk；输出：验证结果0或1；遍历公钥集合Rupk中的元素Ri，计算其中Ri表示参与环签名的第i个用户；然后，依次计算参与环签名用户的承诺最后，检查结果是否与第一个用户的承诺值c1相等，如果相等则输出1，表示验证通过，否则输出0，表示验证不通过；步骤5.2：验证投票之后，将投票的消息进行同态相加；步骤6：计票验证；智能合约公开同态加密私钥，使用解密算法对区块链中每条投票信息进行解密得到每个投票结果，对于总的投票结果进行解密得到总投票结果；区块链中的任何用户均自能够行计算每张选票的结果来与投票结果进行验证。

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百度查询： 北京理工大学 一种基于理想格的区块链匿名投票技术