一种基于区块链的安全电子投票系统

本发明涉及区块链，具体为一种基于区块链的安全电子投票系统。

背景技术：

1、近年来，区块链作为一项新兴技术，受到越来越多的关注，其应用领域包括社会服务、交通、物流等。区块链由多方共同维护，使用密码学来确保传输和访问安全，并能实现数据存储的一致性、防篡改性和不可抵赖性。直观地说，区块链的本质是一个按时间顺序连接块的链式数据结构，每一个区块中保存了一定的信息，它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存在所有的服务器中，只要整个系统中有一台服务器可以工作，整条区块链就是安全的。这些服务器在区块链系统中被称为节点，它们为整个区块链系统提供存储空间和算力支持。如果要修改区块链中的信息，必须征得半数以上节点的同意并修改所有节点中的信息，而这些节点通常掌握在不同的主体手中，因此篡改区块链中的信息是一件极其困难的事。相比于传统的网络，区块链具有两大核心特点：数据难以篡改和去中心化。基于这两个特点，区块链所记录的信息更加真实可靠，可以帮助解决人们互不信任的问题。基于其去中心化、匿名性、不可篡改性和透明性等优势，我们探索了区块链在投票场景中的应用。

2、目前，主要有两类投票方式，包括离线投票和电子投票。离线投票主要通过设置投票点来完成，用户必须自己去投票。这种投票方式面临着进程缓慢、无效投票、个人信息泄露、管理成本高等问题。同时，该方式中验证投票需要很长时间，这使得离线投票效率低下。电子投票系统利用信息技术对获得的选票进行测试和分析，在很大程度上缓解了离线投票的问题。与离线投票相比，电子投票的记录效率相对较高。然而，由于无法跟踪投票，许多选民不知道他们是否投票成功，这导致选民会对投票结果产生质疑。现有的投票技术，无论是传统投票还是电子投票，都存在投票信息泄露或被篡改等问题，这无疑损害了投票系统的公平性。

3、为了解决上述问题，本发明提出一种基于区块链的安全电子投票系统以解决上述问题。

技术实现思路

1、1、本发明要解决的技术问题

2、本发明的目的在于提出一种基于区块链的安全电子投票系统以解决背景技术中所提出的问题，通过区块链技术构建投票系统，提供数字身份认证技术和匿名投票技术，以保证投票过程的公平性和投票者的匿名性，并提高投票过程的便捷性。

3、2、技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种基于区块链的安全电子投票系统，所述系统具体架构组成如下：

6、①应用层：

7、所述应用层用于展示不同功能选择模块，方便用户在不同需求下选择不同的功能，具体包括有注册/登录模块、我的投票模块、投票查询模块、用户信息模块和投票统计模块；用户可以在“注册/登录管理”中进行注册/认证，在“创建投票”中选择创建小组投票，填写投票创建信息，并发送邀请链接。在“我的投票”中，用户可以查询自己创建和参与的投票。

8、②合约层：

9、所述合约层用于限定投票逻辑和链上逻辑，具体包括有合约模板模块、合约脚本模块和合约仿真模块；诸如“用户alice创建投票”和“用户bob为tom投票”等交易将被记录在区块链系统中。

10、③共识层：

11、区块链系统中的数据由所有节点独立存储，通过所述共识层用于协调和保证分布式网络中各节点数据记录的一致性，具体包括有共识机制模块和共识算法模块，使高度分散的节点在去中心化为区块链网络中高效地针对区块链数据的有效性达成共识；

12、④网络层：

13、所述网络层用于提供网络服务，采用p2p网络，每个网络节点都具有相同的发送或接收权限，为整个网络提供所有服务；同时，任何节点的崩溃都不会威胁到整个网络的稳定。

14、⑤应用链：

15、所述应用链用于验证投票信息的可靠性，具体包括区块数据模块、哈希算法模块、链架构模块、默克尔树模块和数字签名模块。

16、优选地，所述系统具体实现方法包括如下内容：

17、s1、用户注册：用户在注册时，系统自动分配一个独特的钱包地址作为唯一的身份；

18、s2、投票创建：用户在创建投票时依据需要选择单选/多选，实名/匿名，创建投票时调用一个智能合约，并将创建的投票信息已加密的形式根植于区块链上；

19、s3、投票参与：用于参与投票后，通过系统查看当前的实时投票细节以及与当前参与投票相关的区块高度、交易id；所述当前参与投票相关的区块高度、交易id在相应的区块链浏览器中进行查询，查询界面包括与当前交易id相关的区块信息、发起交易的用户id、调用合约的地址以及合约方式；

20、s4、投票细节验证：投票结束后，用户利用应用链验证其投票信息是否被篡改，通过同时查询区块链中的其他多个节点并比较查询返回的结果来确认存入的信息的可靠性。

21、3、有益效果

22、本发明分析当前多领导者共识区块链的应用场景，结合实际需求，提出了一种基于区块链的安全数字投票系统，具体有益效果如下：

23、(1)本发明通过区块链构建了投票系统；

24、(2)本发明保证了投票过程的公平性；

25、(3)本发明保证了投票者的匿名性。

26、综上，本发明通过区块链技术构建投票系统，提供数字身份认证技术和匿名投票技术，以保证投票过程的公平性和投票者的匿名性，并提高投票过程的便捷性。

技术特征：

1.一种基于区块链的安全电子投票系统，其特征在于，所述系统具体架构组成如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的安全电子投票系统，其特征在于，所述系统具体实现方法包括如下内容：

技术总结
本发明公开了一种基于区块链的安全电子投票系统，属于区块链技术领域；所述系统具体架构组成如下：①应用层：所述应用层用于展示不同功能选择模块；②合约层：所述合约层用于限定投票逻辑和链上逻辑；③共识层：所述共识层用于协调和保证分布式网络中各节点数据记录的一致性；④网络层：所述网络层用于提供网络服务，采用P2P网络；⑤应用链：所述应用链用于验证投票信息的可靠性。本发明通过区块链技术构建投票系统，提供数字身份认证技术和匿名投票技术，以保证投票过程的公平性和投票者的匿名性，并提高投票过程的便捷性。

技术研发人员：刘秀龙,李克秋,王建荣,胡登铖,陈宝超,马俊成,徐昊,马立原,曹家,徐楠
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15