[发明专利]基于区块链的可追踪的完全匿名电子投票方法及系统

权利要求书

1.一种基于区块链的可追踪的完全匿名电子投票方法，其特征在于，包括以下步骤：

投票初始化，生成主公钥和主私钥；

用户注册，结合主私钥通过注册机构为用户模块中每个用户生成匿名凭证；

发布投票任务，通过选举委员会设定并公开投票要求；

投票处理，结合主公钥生成选票并通过认证操作对选票进行认证，生成认证令牌，并投出该选票和认证令牌；

验证选票，通过验证操作检查得到的认证令牌是否有效；

追踪双投用户，判断用户投票次数，当用户投票次数达到两次时，允许任何人通过追踪操作定位该用户的认证令牌并推断出其身份信息；

计票，筛选有效选票并计算投票结果。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的可追踪的完全匿名电子投票方法，其特征在于，所述投票初始化，包括以下具体步骤：

令Φ＝(Φ.Setup，Φ.Gen，Φ.Verify)为具有属性的匿名凭证处理，即Φ处理；其中，Φ.Setup为Φ处理的设置操作，用户初始化匿名凭证处理；Φ.Gen为Φ处理的证书生成操作，用于生成用户的匿名凭证；Φ.Verify为Φ处理的验证操作，根据证书编号、匿名凭证、公开参数验证匿名凭证的有效性；

令Π＝(Π.Setup，Π.Prover，Π.Verifier)为zk-SNARK零知识证明处理，即Π处理；其中，Π.Setup为Π处理的设置操作，用于初始化zk-SNARK零知识证明处理；Π.Prover为Π处理的证明操作，用于生成一个有效的证明；Π.Verifier为Π处理的验证操作，用于验证认证令牌的有效性；

令E＝(E.Setup，E.Encrypt，E.Decrypt)为CPA安全的加密处理，即E处理；其中，E.Setup为E处理的设置操作，用于初始化加密处理；E.Encrypt为E处理的加密操作，用于加密明文生成密文；E.Decrypt为E处理的解密操作，用于解密生成明文。

3.根据权利要求2所述的基于区块链的可追踪的完全匿名电子投票方法，其特征在于，所述生成主公钥和主私钥，包括以下具体步骤：

通过注册机构执行Φ处理的设置操作，根据安全参数进行初始化匿名凭证处理得到公开参数和主私钥；

通过注册机构执行Π处理的设置操作，根据安全参数、第一NP语言进行初始化zk-SNARK零知识证明处理得到公共参考字符串；

通过注册机构选择两个Hash函数，H₁：{0，1}^*×{0，1}^*→HS，

H₂：{0，1}^*×{0，1}^*→HS；其中H₁和H₂为不同的函数，用于构造主公钥；HS为属性空间；

令主公钥mpk＝(pk，crs，H₁，H₂)，输出主公钥mpk、主私钥msk；其中pk表示公开参数，crs表示公共参考字符串、H₁和H₂表示为两个哈希函数；

将主公钥放进一笔交易中，并将该交易发送到区块链网络。

4.根据权利要求2所述的基于区块链的可追踪的完全匿名电子投票方法，其特征在于，所述用户注册，包括以下具体步骤：

注册机构执行Φ处理的证书生成操作，根据用户和注册机构的共同输入、用户的私有输入、注册机构的私有输入生成用户的匿名凭证；

注册机构输出第一标识或第二标识，用户输出一个带有证书编号的匿名凭证；其中所述第一标识代表完成，所述第二标识代表未完成。

5.根据权利要求2所述的基于区块链的可追踪的完全匿名电子投票方法，其特征在于，所述发布投票任务，包括以下具体步骤：

通过选举委员会设定投票编号、候选对象列表、截止时间、访问策略；

通过选举委员会执行E处理的设置操作，根据安全参数进行初始化加密处理得到用于加解密的公私钥对，编译智能合约；其中智能合约包括计票规则、访问策略、截止时间；

通过选举委员会生成一个选举委员会区块链账户地址，将投票编号、访问策略和智能合约放进一笔交易中，并通过选举委员会区块链账户地址将该交易发送到区块链网络。