(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210888057.4 (22)申请日 2022.07.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114978517 A (43)申请公布日 2022.08.30 (73)专利权人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 薛婧婷　修硕　史凌杰　罗抒琴　 张晓均　张兴鹏　 (74)专利代理 机构 成都厚为专利代理事务所 (普通合伙) 5125 5 专利代理师 王杰 (51)Int.Cl. H04L 9/30(2006.01) H04L 9/32(2006.01) G07C 13/00(2006.01)(56)对比文件 CN 114005217 A,202 2.02.01 CN 114333137 A,202 2.04.12 CN 114362987 A,202 2.04.15 CN 105376064 A,2016.0 3.02 CN 110232764 A,2019.09.13 US 2020082126 A1,2020.0 3.12 CN 113850947 A,2021.12.28 CN 114255034 A,202 2.03.29 于天娇等.基 于联盟链的匿名电子投票方 案. 《网络空间安全》 .2019,(第12期), Y. Zhang等.A new n on-interactive deniable authenticati on protoco l based o n generalized ElGamal signature sc heme. 《2011 6th IE EE Joint Internati onal Informati on Technology and Artificial Intelligence Co nference》 .201 1, 审查员 刘珍 (54)发明名称 一种基于智能合约和分布式Elgamal算法的 电子投票方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于智能合约和分布式 Elgamal算法的电子投票方法， 所述电子投票方 法具体包括投票合约初始化、 投票者注册、 投票 者投票和系统统计投票结果四个阶段。 本方法通 过对选票进行环 签名， 保证了投票参与节点的匿 名性。 通过检查环签名是否具有链接性， 从而检 查出双重投票或恶意刷票行为， 实现电子投票的 一号一票制。 通过引入对投票参与节 点的身份认 证， 可抵抗女巫攻击， 实现了一人一票制， 保障了 投票结果的公平、 公正和可信度。 通过Elgamal加 密算法对选票进行加密， 提高了选票的机密性， 同时基于Elgamal加密算法的同态特性， 使得选 票不需要解密即可进行选票统计， 实现了电子投 票系统的快速、 定时和准确的计票。 权利要求书4页 说明书10页 附图1页 CN 114978517 B 2022.10.21 CN 114978517 B 1.一种基于智能合约和分布式Elgamal算法的电子投票方法， 适于应用在基于区块链 的电子投票系统中， 所述电子投票系统包括一个投票发起节点、 一个或多个投票参与节点 和作为可信第三方的验证节点； 其特 征在于， 所述电子投票方法包括如下步骤： S1、 投票发起节点初始化投票 合约， 并返回第一公共参数至各个投票 参与节点； S2、 各个投票参与节点根据所述第一公共参数生成自 己的注册信息， 并将自 己的注册 信息发送至投票发起节点， 以及将自己的注 册信息中的身份ID发送至验证节点； S3、 投票发起节点根据各个注册信息分别判断对应的投票参与节点是否合格， 并将合 格的投票参与节点登记至合格名册， 然后分别向各个合格的投票参与节点发送一个投票密 钥； 其中， 所述投票密钥为Elg amal体制密钥； S4、 验证节点根据各个投票参与节点的身份ID分别生成环签名所需元组， 并将元组发 送至对应的投票 参与节点； S5、 各个合格的投票 参与节点 根据自己的元组生成自己的环签名； S6、 各个合格的投票参与节点生成自己的选票， 并基于自己的投票密钥通过Elgamal加 密算法对所述选票进行加密； S7、 各个合格的投票参与节点使用自 己的环签名对自 己加密后的选票进行签名， 并将 环签名后的选票发送至投票发起节点； 其中环签名后的选票中包 含链接标签； S8、 投票发起节点将接收的各个选票发送至验证节点； S9、 验证节点判断选票的环签名是否有效、 以及判断该选票内的链接标签是否与其他 选票内的链接标签相同， 若环签名有效且该选票内的链接标签与其他选票内的链接标签不 相同， 则判定该选票合格， 若否， 则判定该选票不合格， 然后将选票合格或不合格的结果告 知投票发起节点； S10、 投票发起节点记录合格的选票； S11、 若投票发起节点确定当前时刻为投票截止时间， 则统计选票并公布选票的统计结 果； 所述S1中的第一公共参数包括随机大 素数q和生成元g， 其中 ， 为q阶素数群； 所述S2中的注 册信息包括公钥 和身份ID； 其中公钥 的生成步骤如下： 投票参与节点基于第一公共参数， 选取私钥 ， 然后通过Elgamal密钥体制生成公钥 ， 其中 ， ， t为投票参与节点的总数量； 所述S3中投票密钥的生成步骤如下： 投票发起节点记 录各个合格的投票参与节点发送的所有公钥 ， 并根据所有公钥 重构得到每个合格的投票参与节点的投票密钥 ， 其中n为合格的权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114978517 B 2投票参与节点的数量， z表示与投票 参与节点公钥 中的下标i 不同的下标序号； 所述S4中， 验证节点根据 各个投票参与节点的身份ID分别生成环签名所需元组的具体 步骤如下： S01、 选取q阶加法群 、 q阶乘法群 、 的一个生成元P和双线 性对 ， 其中双线性对 为从 到 的双线性映射； S02、 选取哈希函数一 、 哈希函数二 和哈希函数三 ； 其中哈希函数一 为SHA‑ 256； 哈希函数二 ， 哈希函数二 为任意长度的比特串映射到 上的哈希 函数； 哈希函数三 ， 哈希函数 为任意长度的比特串映射到 上的哈希函 数， 表示任意长度的比特串； S03、 选取k为验证节点私钥， 计算验证节点公钥 ， 其中 ； S04、 公布第二公共参数 ； S05、 计算第一中间参数 和投票参与节点的私钥 ， 其中 为投 票参与节点的身份ID； S06、 组成环签名所需元组 ， 其中event为投票参与节点自己的投 票事件， ， W为投票参与节点身份ID的集合， ， 为投票参与节点自己的权 重值； 所述S6的具体步骤如下： SS1、 各个合格的投票 参与节点选择投票选项， 得到自己的选票 ； SS2、 各个合格的投票参与节点基于自己的投票密钥， 通过Elgamal加密算法生成选票 的密文 ， 其中 ， ， j为投票合约中包含的候选人总数量， 代表选择第一位候选人， 代表选择第二位候选 人， 依次类 推， 代表选择第j位 候选人； 所述S7中， 各个合格的投票参与节点使用自己的环签名对自己加密后的选票进行签名 的具体步骤如下： SSS1、 各个合格的投票参与节点计算自己的投票事件消息摘要 和链接 标签 ， 其中 为各个投票 参与节点自己环签名时使用的投票 参与节点私钥； S S S 2 、选 取 第 一 随 机 数 R 和 第 二 随 机 数 ，其 中 ， ， ；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114978517 B 3