(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210139262.0 (22)申请日 2022.02.15 (71)申请人 西安电子科技大 学 地址 710000 陕西省西安市雁塔区太白南 路2号 (72)发明人 董丽华　曹宁　曾勇　 (74)专利代理 机构 西安嘉思特知识产权代理事 务所(普通 合伙) 6123 0 专利代理师 刘长春 (51)Int.Cl. H04L 9/00(2022.01) H04L 9/08(2006.01) H04L 9/32(2006.01) G07C 13/00(2006.01) (54)发明名称 基于波达计数的端到端可验证电子投票系 统和方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于波达计数的端到端 可验证电子投票系统和方法， 所述系统包括管理 员模块、 投票模块、 多个计票方模块以及公共验 证模块， 其中， 投票模块用于在选举前设置各类 选举参数， 在选举时获取投票者根据波达计数规 则输入的选票并对选票进行加密， 生成选票密文 和投票零知识 证明； 管理员模块用于接收来自投 票模块的选票密文和投票零知识证明并在确认 无误后对选票进行签名和公告； 多个计票方模块 用于读取选票并对选票进行解密， 获得每个候选 者对应的总票数并生成计票零知识 证明； 公共验 证模块用于对投票零知识证明和计票零知识证 明的准确性进行验证。 本发明能够选举出广泛接 受的候选者， 且能够有效检测出试图操纵更改选 举结果的情况。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114629618 A 2022.06.14 CN 114629618 A 1.一种基于波达计数的端到端可验证电子投票系统， 其特征在于， 包括管理员模块、 投 票模块、 多个 计票方模块以及公共 验证模块， 其中， 所述投票模块用于在选举前设置各类选举参数， 在选举时获取投票者根据波达计数规 则输入的选票并对选票进行加密， 生成选票密文和投票 零知识证明； 所述管理员模块用于接收来自所述投票模块的选票密文和投票零知识证明并在确认 无误后对选票进行签名和公告； 所述多个计票方模块用于读取选票并对所述选票进行解密， 获得每个候选者对应的总 票数并生成计票 零知识证明； 所述公共验证模块用于对所述投票零知识证明和所述计票零知识证明的准确性进行 验证。 2.根据权利要求1所述的基于波达计数的端到端可验证电子投票系统， 其特征在于， 所 述投票模块包括投票 参数设置单 元、 投票单 元和加密单元， 其中， 所述投票参数设置单元用于在投票前预先设定各类投票参数， 所述投票参数至少包括 投票者列表、 候选者列表以及基于波达排序的投票 规则； 所述投票单 元用于获取投票 者基于波达计数的投票 规则输入的原 始选票； 所述加密单元用于利用ElGaml同态加密算法对所述原始选票进行加密以获得选票密 文， 并且利用哈希函数生成投票 零知识证明。 3.根据权利要求2所述的基于波达计数的端到端可验证电子投票系统， 其特征在于， 所 述加密单 元包括加密选票获取子单 元和投票 零知识证明获取子单 元， 其中， 所述加密选票获取子 单元用于选 择一个大素数p作为阶数的乘法循环群Gp,从所述乘法 循环群中任取一个生成元g， 对于每个候选者任取随机数(ri1,ri2,...,rim)∈Zp,利用 EIGamal加密算法为每个候选者生成选票密文 其 中， Y表示由所述多个计票方模块共同生成的加密公钥， i表示第i个投票者， j表示第j个候 选者， m表示 候选者总数， Zp表示小于p的整数； 所述投票零知 识证明获取单元用于利用哈希函数生成非交互 式投票零知 识证明πvij1＝ NIZKP{rij,bij,j∈[1,m]： 和 πvij2＝NIZKP{rij,bij,j ∈[1,m]： 4.根据权利要求1所述的基于波达计数的端到端可验证电子投票系统， 其特征在于， 还 包括选票审计模块， 用于在所述投票模块生成加密选票之后， 对选票密文和投票零知识证 明进行审计， 检查所述选票密文和投票 零知识证明是否正确。 5.根据权利要求1所述的基于波达计数的端到端可验证电子投票系统， 其特征在于， 所 述管理员模块包括接收单 元、 检测单 元和公告栏， 其中， 所述接收单元用于接收来自所述投票模块的选票(ui， Bi， πvi1, πvi2)， 其中， ui是第i个投 票者的唯一随机投票码， Bi是第i个投票者的选票密文， πvi1, πvi2是Bi对应的投票零知识证 明； 所述检测单元用于检测当前投票者是否具有投票资格以及是否为第 一次投票， 并检测 投票零知识证明πvi1, πvi2是否正确；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114629618 A 2所述公告栏用于对通过 所述检测单 元检测符合要求的选票进行公告。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的基于波达计数的端到端可验证电子投票系统， 其 特征在于， 所述管理员模块还包括加密公钥生成单元， 用于获取每个计票方模块的部分公 钥， 并利用所有计票方模块的部分公钥生成整体加密公钥Y 。 7.一种基于波达计数的端到端可验证电子投票方法， 其特 征在于， 包括： S1： 在选举前设置各类选举参数， 在选举时获取投票者根据波达计数规则输入的选票 并对选票进行加密， 生成选票密文和投票 零知识证明； S2： 获取所述选票密文和投票 零知识证明并在确认无误后对选票进行签名和公告； S3： 读取选票并对所述选票进行解密， 获得每个候选者对应的总票数并生成计票零知 识证明； S4： 对验证所述投票 零知识证明和所述计票 零知识证明的准确性进行验证。 8.根据权利要求7所述的基于波达计数的端到端可验证电子投票方法， 其特征在于， 所 述S1包括： S11： 在投票前预先设定各类投票参数， 所述投票参数至少包括投票者列表、 候选者列 表以及基于波达排序的投票 规则； S12： 获取投票 者基于波达计数的投票 规则输入的原 始选票； S13： 利用ElGaml同态加密算法对所述原始选票进行加密以获得选票密文， 并且利用哈 希函数生成投票 零知识证明。 9.根据权利要求7所述的基于波达计数的端到端可验证电子投票方法， 其特征在于， 在 所述S1之后还 包括： 在生成加密选票之后， 利用独立的软件程序或硬件设备对选票密文和投票零知识证明 进行审计， 检查所述选票密文和投票 零知识证明是否正确。 10.根据权利要求7至9中任一项所述的基于波达计数的端到端可验证电子投票方法， 其特征在于， 所述S2包括： S21： 获取选票(ui， Bi， πvi1, πvi2)， 其中， ui是第i个投票者的唯一随机投票码， Bi是第i个 投票者的选票密文， πvi1, πvi2是Bi对应的投票 零知识证明； S22： 检测当前投票者是否具有投票资格以及是否为第一次投票， 并检测投票零知识证 明πvi1, πvi2是否正确； S23： 对通过步骤S2 2检测符合要求的选票进行公告。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114629618 A 3