[发明专利]一种电子投票系统及其工作方法

权利要求书

1.一种电子投票系统的工作方法，其特征在于：所述的电子投票系统，包括工作站、网络通讯单元、打印单元以及若干投票设备，每个所述的投票设备包括图像采集模块、工控机、第一网络模块以及第二网络模块，所述的网络通讯单元包括第一核心交换机、第二核心交换机、第一二级交换机以及第二二级交换机，所述的工作方法，包括如下步骤：

S1：工作站获取私钥，并通过网络通讯单元使用Shamir秘密分享方法得到私钥的份额，并将私钥的份额秘密分享至各个投票设备；

S2：进行投票，遍历所有投票设备，当前的投票设备使用图像采集模块获取选票预处理数据块，对选票预处理数据块进行加密，得到加密后选票预处理数据块和对应的加密参数，使用Shamir秘密分享方法得到当前的投票设备的加密参数的份额，并将当前的加密参数的份额秘密分享其它的投票设备；

S3：建立区块链，遍历所有投票设备，当前的投票设备将加密后选票预处理数据块生成区块，并根据生成的区块更新区块链；

S4：重复步骤S2至S3直到投票结束，各个投票设备将接收到的私钥的份额与其它投票设备进行交换，恢复出私钥；

S5：当前的投票设备将接收到的加密参数的份额进行求和，得到加密参数的份额结果，并将当前的投票设备的加密参数的份额结果与其它的投票设备进行交换，得到加密参数之和；

S6：将区块链中所有加密后选票预处理数据块进行求积，得到加密后选票预处理数据块之积，并根据加密后选票预处理数据块之积、加密参数之和以及私钥得到计票结果；

S7：根据预设的选票数据构造和计票结果，得到投票结果；

S8：打印单元打印投票结果。

2.根据权利要求1所述的一种电子投票系统的工作方法，其特征在于：所述的第一核心交换机与第二核心交换机互为备份，第一二级交换机与第二二级交换机互为备份，第一网络模块以及第二网络模块互为备份。

3.根据权利要求1所述的一种电子投票系统的工作方法，其特征在于：所述的步骤S1中，使用ElGamal加密方法得到私钥，其公式为：

h＝g^rmodq

式中，h为公钥；r为私钥；q为大质数；g为公开参数。

4.根据权利要求1所述的一种电子投票系统的工作方法，其特征在于：所述的步骤S2中，使用ElGamal加密方法将选票预处理数据块进行加密，得到加密后选票预处理数据块和对应的加密参数，其公式为：

Q＝(h^kp^v)modq

式中，Q为加密后选票预处理数据块；h为公钥；k为加密参数；q为大质数；p为素数；v为初始的选票预处理数据块。

5.根据权利要求1所述的一种电子投票系统的工作方法，其特征在于：所述的步骤S3中，根据区块链共识机制，建立区块链，所述的区块链共识机制的共识方法为：

A-1：每个投票设备平均分配一个对应的时间片；

A-2：遍历所有投票设备，投票设备A在对应的时间片a内将加密后选票预处理数据块生成区块，并将区块发送至其它的投票设备；

A-3：判断其它的投票设备是否在时间片a内接收到投票设备A发送的区块，若是则将投票设备A发送的区块链入链中，并结束本次共识，否则放弃投票设备A发送的区块，并进入步骤A-4；

A-4：将本次未共识的加密后选票预处理数据块和下一次时间片a内进行共识的加密后选票预处理数据块进行合并生成区块，并将区块发送至其它的投票设备，并返回步骤A-3。

6.根据权利要求1所述的一种电子投票系统的工作方法，其特征在于：所述的步骤S6中，计票结果的获取公式为：

V＝log_p(p^V)

式中，V为计票结果；p为素数；p^V为根据加密的预处理数据块之积、加密参数之和以及私钥得到的中间参数；

中间参数的获取公式为：

p^V＝[T(g^r)^-K]modq

式中，p^V为根据加密的预处理数据块之积、加密参数之和以及私钥得到的中间参数；T为加密后选票预处理数据块之积；K为加密参数之和；r为私钥；g为公开参数；q为大质数。