[發明專利]可監管惡意投票的區塊鏈時間鎖加密電子投票系統及方法

在審

• 申請號: 202210914974.5
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115473642A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 沈華;李博輪;劉鋒;張明武
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學;湖北微源卓越科技有限公司
• 主分類號: H04L9/30
• 分類號: H04L9/30;H04L9/32;H04L67/02;G07C13/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖明洲

1.一種可監管惡意投票的區塊鏈時間鎖加密電子投票系統，其特征在于：包括投票者User A、投票者客戶端Client A、監管機構RA、系統管理者Admin、Web服務器和Fabric區塊鏈網絡；所述Fabric區塊鏈網絡中的頒發證書機構Fabric-CA作為可信的第三方頒發證書機構；

所述投票者User A，利用所述投票客戶端Client A參加投票；

所述監管機構RA，包括監管者User B和監管客戶端Client B，用于對投票者User A的投票行為進行監管以避免惡意投票行為的發生；

所述系統管理者Admin用于部署投票者客戶端和智能合約，每次進行投票活動開始前，設定投票者名單、投票主題、投票選擇候選項、橢圓曲線參數；其中，所述智能合約，用于操作賬本實現數據存儲和提取，實現功能業務邏輯；

所述Web服務器，用于處理投票者User A通過投票者客戶端發出的請求；

所述Fabric區塊鏈網絡，是基于Fabric的具有管理權限的區塊鏈網絡；其中，所述Fabric提供了Fabric SDK兩種接口模塊，分別是訪問頒發證書機構Fabairc-CA接口和訪問區塊鏈網絡接口，前者主要負責整個網絡的節點準入機制、分發證書、交易的數字簽名以及驗證功能，后者實現智能合約功能的調用。

2.一種可監管惡意投票的區塊鏈時間鎖加密電子投票方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：系統初始化；

智能合約生成主密鑰MK、系統公鑰PK，區塊鏈地址；系統管理者Admin設置投票主題和投票候選項、投票結果預計公布時間T；根據設置的投票結果預計公布時間T，系統管理者Admin選擇合適階數的橢圓曲線E使得必須花費設置時間T這么長的時間才能解決該橢圓曲線E上的離散對數問題，以實現在設置時間T之后才能公布投票結果，并將對應的時間鎖加密解密函數部署在智能合約上；

智能合約設定連接序列功能函數，用于連接投票者User A發送到智能合約上的密鑰相關序列；智能合約設定哈希函數He：{0,1}_n^*—E，用于將一個01串映射為橢圓曲線上的一個點；

系統管理者Admin部署基于CP-ABE屬性加密解密功能函數在智能合約上；

步驟2：用戶注冊，包括投票者User A注冊和監管者UserB注冊；

系統為每個注冊用戶生成唯一的公鑰、私鑰以及區塊鏈地址，分別作用于投票數據加密、數字簽名以及投票記錄追溯，

投票者User A根據監管者User B的屬性設置訪問控制策略P_A，用于后續步驟中監管機構RA對投票者User A的投票行為的監管；

步驟3：投票；

投票者User A投票完成后，得到相應的投票數據；投票者的投票數據進行屬性加密并上鏈存儲，得到密文CT_A^(ABE)，并將密文作為交易的負載形式Tx(CT_A^(ABE))發送至區塊鏈網絡；投票者的投票數據進行時間鎖加密，得到密文CT_A^(TimeClock)，在設置時間T內進行投票數據保護；投票者User A通過投票者客戶端Client A對密文CT_A^(TimeClock)進行簽名后發送到區塊鏈網絡中，網絡節點對發送的交易和簽名進行驗證，并將包含加密投票數據CT_A^(TimeClock)的合法交易添加到區塊鏈賬本中；

步驟4：監票；

投票數據密文CT_A^(ABE)交易的區塊上鏈時，整個相應通道的節點需要對上鏈區塊進行同步；在其通道的節點監管者User B通過監管客戶端Client B請求區塊鏈網絡中包含User A投票數據密文CT_A^(ABE)的信息來對投票者User A的投票行為進行監督；

步驟5：查票；

經過時間T_U，投票者User A通過投票客戶端Client A使用查詢投票功能，若T_UT，則無法查詢到投票結果，返回查詢失敗；若T_U≥T，則時間鎖已打開，智能合約調用解密功能函數已獲得相應投票數據，智能合約向投票者User A返回相應的投票數據，查詢成功；

步驟6：計票；

智能合約對解密得到的各投票者的投票數據按候選項進行累加統計；智能合約將統計結果儲存和發布在區塊鏈上，公布候選項對應的投票結果。