[发明专利]一种基于手指静脉特征识别的电子投票系统

说明书

技术领域

本发明涉及密码学和人体生物特征识别交叉应用领域，具体是指一种基于人体手指静脉特征识别的电子投票系统。

背景技术

投票是一种非常重要的民主决策形式。无论是对候选人员的选举，还是对候选决策的决定，往往需要采用民主投票的方式来执行。传统投票采用手工方式，以选举为例，其一般工作流程为：组织者将选举人集中在会场，现场发放含有候选者姓名的纸质选票，选举人按照事先约定的规则勾选候选人，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。这种手工投票方式具有一些不足，如前期准备工作量大，发票、选举、计票等选举过程繁琐，选举人无法知道自己的选票是否被统计，浪费纸张等。因此，研究人员提出基于计算机网络通讯技术的电子投票系统，并申请了相关专利。

专利号申请为2013105356249《基于蓝牙的匿名团体投票方法》提出了一种基于蓝牙的匿名团体投票方法，包括：投票发起方使用密钥对投票信息进行加密，而投票方接收到信息需使用密钥解密信息才投票；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；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。

专利申请号为200410036738X《公正网络投票箱和方法》提出了一种公开网络投票箱和方法，选举利用互联网汇总，利用电脑技术，利用身份证鉴别参选资格，按候选人的独立票箱用硬币投票，此方法以身份证作为判断用户合法性的依据。

上述电子投票系统主要存在如下问题：在选举过程中，对于选举人的网络身份鉴别，采用口令、身份证或者数字证书的方式，然而口令和身份证的认证方式安全性不高，数字证书方式虽然有足够的安全性，但是证书需要存放在智能卡或者USBKey上并通过口令来保护，一方面使用不够方便，另一方面智能卡和USBKey存在丢失和被盗的风险。基于以上分析，考虑在电子投票过程中引入人体生物特征进行投票人身份的验证和投票的管理，可以有效地保证投票的公开性、民主性、安全性、保密性以及便利性。

发明内容

本发明的目的在于克服目前电子投票系统在安全性、建立数字证书系统复杂性、使用便利性等方面的不足，提供一种基于人体生物特征识别的电子投票系统。由于人体手指静脉特征特有的稳定性和鲁棒性，具体通过采集手指静脉特征来实现电子投票系统。

为方便描述，在以下基于手指静脉特征识别的电子投票系统的叙述中，涉及投票者(Voter，简记为V),投票中心(Ticket Center,简记为C)，以及计票中心(Tally Center，简记为T)三种角色，其中投票者可有多个，投票中心为一个，计票中心为一个。

在所述的基于手指静脉特征识别的电子投票系统实现方法中的叙述中，涉及到密码学中的加密、解密、签名及验证等过程，各个密码学过程的表示方法如下：设消息为m，则签名算法为Sign，签名验证算法为Verify,利用投票者V的公钥进行非对称加密算法为C1，相应私钥解密算法为D1，利用投票中心C的公钥进行非对称加密算法为C2,对应的解密算法为D2，利用计票中心T的公钥进行非对称加密算法为C3,对应的解密算法为D3，散列算法为H，消息盲化算法为Blind，比特承诺算法为BCom，由手指静脉信息获得稳定特征码的算法为Gen(b)＝(U,P),Rep(b’,P)＝U,其中b为手指静脉采集装置采集的指静脉图像信息，b’为手指静脉采集装置另一次采集得到的指静脉图像信息。Gen算法根据b可得到指静脉编码U和帮助信息P，Rep算法计算新采集的指静脉图像信息b’和得到的帮助信息P，如果b’和b之间的差异足够小，则可恢复指静脉编码U。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于手指静脉特征识别的电子投票实现方法，基于由手指静脉特征采集装置、投票客户端子系统、投票中心子系统和计票中心子系统组成的装置实现采集投票者的手指静脉特征图像，进行相关计算后参与电子投票；手指静脉采集装置与投票客户端子系统通过接口相连，投票客户端子系统、投票中心子系统和计票中心子系统通过互联网络相连；

其主要步骤如下：

(1)投票者V通过手指静脉图像采集装置采集手指静脉图像，传入投票客户端子系统后提取手指静脉特征信息b，然后用Gen(b)＝(U,P)产生V的生物特征码U和帮助信息P，并进一步产生V的一对生物特征私钥Vx和公钥Vy。V利用投票中心C的公钥对b和Vy进行加密得到C2(b，Vy)，然后发送C2(b，Vy)给C进行注册；