基于聯盟鏈的匿名電子投票方案

于天嬌 曹春杰 王隆娟 許蕾

摘 ? 要：針對電子投票中脅迫選票、重復投票、投票人隱私泄露等安全性問題，文章基于聯盟鏈提出了一種全匿名電子投票方案。該方案利用區塊鏈技術中的智能合約完成計票過程，避免了傳統可信第三方的約束，確保投票的公平性。方案采用可鏈接環簽名實現對投票者身份的無條件匿名。理論分析的結果表明：該方案具有保密性、匿名性、公平性等性質，可以廣泛應用于特定團體內的電子投票。

關鍵詞：匿名投票;聯盟鏈;可鏈接環簽名;智能合約

中圖分類號：TP309 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： An anonymous electronic voting scheme based on alliance chain was proposed to solve the security problems such as intimidation of votes， repetition of votes and disclosure of voters' privacy in electronic voting. The smart contract in blockchain technology is applied to complete the counting process， avoiding the constraints of the traditional trusted third party， and ensuring the fairness of voting. For purpose of realizing unconditional anonymity of the user's identity， a linkable ring signature is adopted in this scheme. The theoretical analysis results show that the scheme has the characteristics of confidentiality， anonymity， fairness， and can be widely used in electronic voting in specific groups.

Key words： anonymous voting; alliance chain; linkable ring signature; smart contract

1 引言

電子投票是一種基于密碼學技術構建的新型在線投票系統，相對于傳統的投票方式，電子投票方式提供了更高的透明度和公平性。愛沙尼亞[1]、瑞士、澳大利亞、美國等多個國家已經開始使用電子投票方式進行地方和國家選舉。

環簽名是由Shamir[2]提出，即將簽名者的公鑰和另外一個公鑰集合進行混合，然后再對消息進行簽名，任何人都可以驗證簽名，但是無法區分集合中哪一個是真正的簽名者。2004年，Liu等人[3]提出了一個可鏈接環簽名，簽名者的身份在環中依舊保持匿名，但是可以驗證兩個簽名是否來源于統一用戶。隨后多位學者對可鏈接環簽名方案提出了改進方案，但是大多數方案都是基于計算實現的用戶身份匿名。2014年，Liu等人[4]提出了可實現無條件匿名的可鏈接環簽名，可以對用戶身份提供更強的匿名保護，其可鏈接性在電子投票中可以有效地避免投票者雙重投票問題。……