2013年以来,比特币受到全世界的关注,作为其底层技术的区块链也被重视起来。区块链具有去中心化、不可篡改和可追溯等安全特性,既适用于金融领域,还能满足电子投票所需的去中心、可验证性和不可篡改的安全要求。在多方无需互信的情况下,区块链利用密码学技术让系统中所有参与方共同协作,共同记录和维护链上的数据日志。目前许多的电子投票方案需要受第三方机构来监督投票和计票,增加选票被篡改和隐私泄露的风险,降低电子投票安全性。针对电子投票存在的问题,本文将区块链技术与同态签密技术相结合提出一种安全的电子投票方案,确保整个投票的安全性和投票结果可验证且不可篡改。本文主要内容包括:(1)详细介绍国内外电子投票方案研究的发展历程,深入研究区块链和密码学的相关理论与技术,介绍基于区块链的电子投票方案的研究现状;(2)提出基于区块链和同态签密的电子投票方案,该方案能实现去中心的多候选人电子投票,具有自计票功能。方案利用同态签密技术所具有的签密属性、同态属性和聚合属性来保证选票内容安全正确的传输,满足电子投票所需的匿名性、隐私性与可验证性。通过性能分析,本文方案可以满足电子投票的安全要求,最大程度上保护选民的隐私;(3)设计并实现基于区块链和同态签密的电子投票系统,介绍电子投票系统的需求分析、系统架构设计以及各个模块的设计方案。然后通过以太坊对系统性能进行测试分析。结果显示,本文研究设计的采用区块链和同态签密技术的电子投票系统的性能良好,同时也表明本文提出的方案具有应用价值。本文设计的方案对解决电子投票的安全性问题进行了有意义的探索,区块链作为公共公告板使投票过程公开化和透明化,智能合约可以取代传统的受信任的第三方机构实现系统的自计票。通过同态加密和签密算法对选票进行加密和签名,利用其聚合属性实现密文状态下的同态计票。这不仅满足电子投票的安全要求,而且保证投票的正确性和隐私性,提高投票效率。