基于零知识证明和区块链的电子投票协议研究

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互联网技术的飞速发展使得电子投票的使用日渐广泛。相较于传统投票,电子投票省时省力,节约资源。然而新的技术也面临新的挑战,电子投票在数据传输、信息保护和数据完整性等方面面临的风险要远高于传统投票,投票者不仅担心自己的信息被窃取,也质疑电子投票是否公平公正。而区块链凭借其不可篡改、公开透明和去中心化等特性为电子投票技术带来了新的发展方向。利用区块链技术和零知识证明算法,实现不依赖第三方,保护投票者隐私的电子投票协议,为投票者提供安全可靠的电子投票系统,是本文的工作重点。主要研究内容如下所示:本文提出了一个基于区块链和零知识证明的电子投票协议,该协议采用博尔达计数,不需要可信设置或计票机构来实现选票计数。投票者们通过公开可验证的方式与区块链上的智能合约交互完成整个选举的操作。本文协议的主要步骤有两轮,第一轮,投票者们公布公钥,第二轮,他们使用公布的公钥信息,生成并公布加密选票。而且,所有的投票者需要提供非交互零知识证明来证明他们一直诚实地遵循协议规范。除此之外,协议让所有候选者共同扮演一位投票者,投最后一票。当选举结束的时候,任何投票者以及第三方观察者无需计票机构就可以计算票数。协议基于Elgamal密码体制设计选票自计数,保护投票者的投票隐私。通过引入零知识证明来保障选民的身份和加密选票的合法性。通过区块链来监督投票者的操作。通过分析与测试,本文提出的协议展现了强大的隐私保护能力,符合电子投票安全标准。
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