曲阜师范大学孙玉红获国家专利权
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龙图腾网获悉曲阜师范大学申请的专利一种可验证选票有效性的电子投票系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117253312B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210651269.0,技术领域涉及:H04L9/32;该发明授权一种可验证选票有效性的电子投票系统是由孙玉红;王诗雨;王家涛设计研发完成,并于2022-06-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种可验证选票有效性的电子投票系统在说明书摘要公布了:发明名称:一种可验证选票有效性的电子投票系统摘要:本发明涉及应用密码学领域,公开了一种可验证选票有效性的电子投票方案。在电子投票方案中,需要满足合法性、隐私性、完整性、准确性等基本特性,为了实现选票隐私性,投票人通常需要将选票进行盲化或加密后提交,但是经过盲化或加密后的选票,接收者无法辨认其有效性。本发明提供了一种基于同态加密的投票方案,可以实现在保密选票内容的情况下对选票的形式进行有效性验证,并能满足电子投票的合法性、隐私性、完整性、准确性等特性需求。
本发明授权一种可验证选票有效性的电子投票系统在权利要求书中公布了:1.一种可验证选票有效性的电子投票方案,其特征在于: 1投票人必须经过认证中心身份认证后,才能获取投票证书,参与投票; 2投票方案适用于从n个候选人选m个,其中mn的场景,投票人按二进制位的形式制作自己的选票,并将其加密发送给投票中心; 3投票中心接收到投票后,首先验证投票人的身份合法性,然后检查选票的有效性,只有合法的投票人投出,且通过有效性验证的选票才能计入; 4计票人对选票密文进行同态运算,将运算结果以密文的形式发送给投票管理者; 5投票管理者解密可得到最后的投票结果; 所述方案具体实现步骤如下: 步骤1:系统初始化setup,具体包括如下子步骤: a投票管理者MC公布n个候选人信息,可选候选人数m,其中mn,以及投票人列表和投票规则等; bPaillier加密密钥生成:随机选取两个独立的大素数p和q,满足最大公约数Gcdpq,p-1q-1=1,计算N=pq,λ=Lcmp-1,q-1,随机选取,不妨选择g=N+1,公钥为pk=N,g,私钥为sk=λ; cElGammal签名密钥生成:另选大素数p',g'为Zp'的生成元,私钥为x,xp',相应公钥为y'=g'xmodp',公开p',g',y'; dMC初始化列表listV={IDi,0}i∈[1,vn],其中vn是投票人总数; e投票中心VC初始化列表listC为空; f计票中心CC初始化n维向量P=p1,p2,...pn=1,1,...1; 步骤2:投票人注册和认证,具体包括如下子步骤: a投票人vi身份信息IDi用假名pIDi去MC注册,以达到匿名投票的作用,投票人把消息IDi和pIDi通过安全信道发给MC; bMC检查投票人列表listV,如果IDi,0位于列表中,则将对应的IDi,0置为IDi,1,如果列表中已有IDi,1,说明vi已经注册过,如果列表中没有IDi相应的项,说明vi不是合法投票人,对后二者情况,MC反馈一个拒绝信息给vi; cMC选择一个随机数k,kp',且Gcdk,p'-1=1,计算r=g'kmodp'和s=k-1pIDi-xrmodp'-1,令=r,s为MC对假名的签名,MC通过安全信道发送给投票人vi; d当vi收到签名后,首先根据自己的pIDi验证,若验证通过,则vi可得投票证书cert=pIDi,作为投票凭证,同时,投票中心VC增加一个元素pIDi,0到列表listC; e通过认证的投票人vi则根据步骤1b和步骤1c选择自己的加密密钥和签名密钥,并公开假名及公钥; 步骤3:投票人投票,具体包括如下子步骤: a投票人vi将自己选票表示为一个比特串b1,b2,...bn,,1表示赞成,0表示其他,并用自己的公钥pki对选票逐位进行加密,形成选票形式为; b投票人将选票,连接certi,得到消息mi,并用自己的私钥签名,然后用投票中心VC的公钥加密和得,发给投票中心VC; 步骤4:投票中心验证选票的有效性,具体包括如下子步骤: a验证投票人的合法性: 解密投票证书:令Lx=x-1N,先计算明文,从Mi分离出和certi,根据certi,用MC的签名公钥检查certi的合法性,若验证不通过,投票无效; 否则,进一步验证投票人的签名:根据certi包含的假名,获得pIDi和对应公钥,验证签名的正确性,若验证不通过,选票无效; 若验证通过,进一步检查投票人是否重复投票:检查listC,如果pIDi,1位于列表中,则是重复投票,否则转b; b检查选票形式的有效性: 首先,投票中心从和mi分离出blt=,计算x=sumc=,并用vi的公钥加密m得到y=[m]pki; 投票中心秘密选择一个函数fx=k1x+k2其中k1,k2为ZN中保密的非零整数,使用vi的加密密钥计算fx和fy的密文:,;发送,给vi; vi收到和后分别解密,然后比较fx和fy,如果fxfy,com=1,否则com=0,vi发送com给投票中心; 投票中心收到com后,如果com=1且k10或者com=0且k10,认定选票无效;否则转c; c逐位检查选票的有效性: 投票中心秘密选择一个随机的二进制串Ci=c1,c2,...cn,cj∈{0,1},并依据cj确定以下两个向量Ai=a1,a2,...an,Di=d1,d2,...dn; 首先,选择一个对1,2…,n的乱序排列π,将进行乱序,得到,如果cj=1,设置aj=[],dj=Encpki1,如果cj=0,设置dj=[],aj=Encpki1; 投票中心秘密选择一个函数fx=k1x+k2,其中k1,k2为ZN中保密的非零整数,使用vi的加密密钥计算fA和fD的密文:,,发送,给vi; vi收到,后分别逐位解密,并逐位比较aj和dj,如果aj=dj,则gj=1,否则gj=0;最后,vi得到所有位的比较结果G=gjj∈[1..n]; 接下来,vi执行换密钥操作,将fA和fD分别用MC的公钥逐位加密得到[fA]MC和[fD]MC,将G,[fA]MC,[fD]MC发给送投票中心; 投票中心收到G后,对所有的j∈[1..n],如果存在cj=gj,认定选票无效,否则,认定是有效选票,将对应的pIDi,0置为pIDi,1,并在规定时间内反馈一个确认的信息给vi; d投票中心抽取选票: 对有效的选票,投票中心从[fA]MC,[fD]MC抽取出[bj]i_MC,首先根据Ci,生成向量:如果cj=1,取fj=[faj]MC,否则,取fj=[fdj]MC;对每个fj,计算,最后执行得到,投票中心将,签名发送给计票中心; 步骤5:计票中心在不解密的条件下,将收到的密文按位乘,该步骤具体为: 计票中心接收到选票及签名后,若签名通过验证,则计算;当投票时间截止,或者参与投票人数达到规定数目,计票中心将签名,并发给投票管理者; 步骤6:投票管理者用自己的私钥λ,对每个解密,得到每个位的明文,,即是第j个候选人最终得票结果,公布。
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