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作者：

张育衔

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摘要：

随着现代社会步入信息化时代,电子投票因其便利,高效的特点而被广泛应用于政治,经济等领域.当前基于互联网的电子投票系统需要依赖中心化服务器和可信第三方,这样的系统架构及设计增加了中心节点遭受攻击导致系统瘫痪的风险,对用户的投票数据和个人信息造成了严重威胁,并且选民无法信任由第三方机构主导的投票结果.区块链去中心化,不可篡改以及公开透明的特点使其能够替代传统的中心化机构,这为解决电子投票场景下的安全及可信问题提供了新思路,但当前区块链技术在隐私保护方面还存在缺陷,不能有效的保护用户信息.针对上述问题,本文将区块链技术运用于电子投票系统中,结合多种密码学技术提出了一种安全的匿名投票协议,并基于协议和以太坊平台完成了匿名投票系统的搭建.主要工作如下:1.提出了一种基于区块链的匿名投票协议.该协议采用盲签名,同态加密以及零知识证明技术,实现了选民的匿名及选票的加密,能够在不需要可信第三方的情况下满足安全投票所需的隐私性,可靠性等特性.在此基础上,为解决小规模投票场景中公布最终得票结果对中立投票人造成的隐私威胁,又提出了一个附加方案,在提供结果验证的前提下只公布最终排名,有效的保护了中立投票人的隐私.2.设计了基于区块链的匿名投票系统.将系统分为交互层,业务层和区块链底层三部分,对管理员子系统及用户子系统中的功能逻辑进行了详细设计,并根据功能需求完成了对数据库中表结构的设计.3.基于以上设计实现并测试了基于区块链的匿名投票系统.采用以太坊私链为系统提供底层区块链服务,投票智能合约则使用solidity语言编写,同时对系统的前后端进行了实现,为用户提供了简洁友好的操作界面.系统搭建完成后对系统的功能以及性能方面进行了测试,确保系统的可用性和稳定性.搭建基于区块链的匿名投票系统一方面能够克服中心化结构带来的单点失效问题,另一方面可以在不需要可信第三方的条件下进行安全的电子投票,有效的保护选民的个人隐私.

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