基于区块链的投票系统开题报告

全文总字数：4848字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

在社会发展进步的过程中，投票表决一直在社会生活中起到至关重要的作用。目前投票所使用的手段有：举手表决、纸质投票、传统线上投票等。而投票的应用场景有：美国州长和总统选举投票、国内各地区的人大代表投票、上市公司股东投票和决策、公司内部投票优秀员工、彩票投票等。这些手段或多或少都存在着数据不公开、不透明、选票作假和随意更改结果等问题。

随着互联网、通信技术以及现代密码学技术的发展，电子投票成为一种新的投票方式，逐渐得到社会的关注。chaum在1981年提出电子投票协议，用于解决互联网环境下的选举和投票场景下的安全性问题，即满足投票的合法性、匿名性、计票完整性、不可伪造性、不可重复性、不可篡改性等要求。

电子投票是一种新的基于密码学技术的在线投票系统，投票者可以通过计算机或移动设备在网络来上进行便捷的投票，最后的投票结果可以由中心服务器自动匿名统计。这些系统使投票的整个流程通过互联化，相对于传统投票在组织、收集选票和统计结果等方面大大提升了效率，并且保证了投票过程的公正、公开、公平性。但是目前常用的电子投票系统也存在以下弊端：（1）数据传输的安全性不能保障，攻击者很容易入侵系统，篡改甚至破坏投票结果；（2）选民的个人隐私信息遭到泄露风险；（3）电子投票系统数据丢失、文件损坏、官员受贿、供应商结党营私等各种丑闻；（4）投票的结果完全由中心化控制，选民无法验证自己的投票结果是否正确。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标、内容：

基于区块链技术，利用共识机制和非对称数字加密算法等技术，通过构建非中心化、去信任的投票管理系统，尤其是在调查研究、意见采纳、民主选举为民众的投票提供安全、公平、公正和公开的管理平台和验证服务。

拟解决的关键问题：

3. 研究的方法与方案

1、区块链技术

区块链的结构如下图所示，由区块构成的链式结构，区块分为区块头部和区块体两部分，每个当前区块的头部都包含有上一个区块的哈希散列及用于实现挖矿机制（区块链中决定哪个节点获得一个区块记账权的方式）的随机数，以及时间戳，merkle树根节点等信息。区块体中记录了交易的数量和详情，采用merkle树的方式进行记录，以保证每笔交易的完整性及确定性。

4. 研究创新点

目前投票所使用的手段有：举手表决、纸质投票、线上投票等。

下面用一张表格说明各自的优缺点。

在区块链技术日趋成熟的今天，本设计尝试将投票和区块链相结合，以解决上表中所呈现出来的问题。

因为区块链所有人都能看到，所以能解决数据公开透明问题；因为是线上操作，所以表决人身份保密并且统计起来很方便；因为区块链是去中心化的，所以结果不能造假，投票者投出来的结果即为最终结果。

5. 研究计划与进展

1月14日至1月31日：阅读参考文献，设计数据结构，实现最底层的功能。

2月12日至4月15日：基本完成所有功能。

4月16日至4月30日：完善剩余功能，撰写毕业设计报告。