基于区块链技术的投票系统的设计与实现

摘要

随着社会的进步，经济的快速发展，投票调查、意见采集在社会生活中起了越来越重要的作用。网上投票系统以高效率、节省资源、易传播等特性替代了线下投票活动。但是由于网上投票系统的数据存储在中心化服务器中，存在许多弊端。例如:(1)用户的投票信息有被泄漏的风险;(2)选民投票以后，普通的选民无法验证投票结果是否正确;(3)投票数据、结果可能会被恶意篡改。
　　本论文利用区块链技术的去中心化、信息不可篡改、公开透明的特性，构建了公平、公正、公开透明的投票系统。本文旨在通过利用区块链中的转账交易替代投票过程，以解决现有网上投票系统存在的问题。系统为每个用户和投票选项生成一个区块链账号，并且为每个投票活动发行一种投票代币。系统中每个用户只能领取一次投票代币，用户把自己拥有的投票代币转账给投票选项的区块链账号。最后，系统统计各投票选项拥有的投票代币数量，把它记为投票选项所得票数，公示投票结果。
　　本论文主要成果如下:
　　(1)完成了基于区块链技术的投票系统的设计。本系统分为三层组织结构，分别是布比区块链作为底层、SDK工具作为中间件层和投票系统的业务作为实现层。设计封装了SDK工具，方便系统后台业务灵活调用底层区块链。设计了本系统的系统业务总体模块结构，对系统中的管理员子系统、用户子系统中的各个功能模块进行详细设计。最后，根据系统的功能模块，抽象出系统数据库中的实体对象，进而设计了本系统数据库中的表结构。
　　(2)完成了基于区块链技术的投票系统的实现。首先，实现了底层区块链的安装部署，安装了四个Ubuntu服务器作为区块链中的节点，使四个节点达成共识，保证底层区块链正常运行。其次，按照设计部分实现完成数据库部署建立，以保证投票系统的上层业务实现。再次，完成了投票系统业务实现，采用Spring+SpringMVC+Mybatis框架开发实现了基于区块链的投票系统的业务功能。最后，对系统的各个模块进行功能测试，保证了系统正常稳定运行。

目录

声明

摘要

图目录

表目录

第一章 引言

1．1 选题背景和意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外现状

1．2．1 国内现状

1．2．2 国外现状

1．3 研究内容

1．4 本文的结构安排

第二章 相关知识与技术

2．1 区块链

2．1．1 比特币与区块链

2．1．2 区块和链

2．1．3 数学加密

2．1．4 分布式结构

2．1．5 共识机制

2．2 Spring+Spring MVC+Mybits

2．2．1 传统表现层技术：JSP

2．2．2 Spring MVC框架

2．2．3 Spring框架

2．2．4 Mybits

2．2．5 本章总结

第三章 系统架构设计

3．1 系统网络部署设计

3．2 软件架构设计

3．3 底层区块链API

3．4 SDK中间件层

3．5 本章总结

第四章 基于区块链技术的投票系统的设计

4．1 需求分析

4．1．1 系统研究目标

4．1．2 用例分析

4．1．3 系统总体业务流程

4．1．4 系统非功能性需求

4．2 业务总体模块

4．3 管理员子系统详细设计

4．3．1 新建投票模块

4．3．2 投票管理模块

4．3．3 用户管理模块

4．3．4 公告管理模块

4．4 用户子系统详细设计

4．4．1 用户注册模块

4．4．2 参与投票模块

4．4．3 参与限定投票模块

4．4．4 查看投票结果模块

4．4．5 验证投票结果模块

4．4．6 查看公告模块

4．5 数据库设计

4．5．1 用户表

4．5．2 投票主题表

4．5．3 投票选项表

4．5．4 权限申请表

4．5．5 公告表

4．6 本章总结

第五章 基于区块链技术的投票系统的实现

5．1 运行环境安装部署

5．1．1 底层区块链的部署

5．1．2 Web应用程序的部署

5．2 系统功能模块的实现

5．2．1 新建投票模块的实现

5．2．2 投票管理模块的实现

5．2．3 用户管理模块的实现

5．2．4 新建公告模块的实现

5．2．5 注册模块的实现

5．2．6 参与投票模块的实现

5．2．7 参与限定投票模块的实现

5．2．8 查看投票结果模块的实现

5．2．9 验证投票结果模块的实现

5．3 系统功能测试

5．3．1 测试环境

5．3．2 新建投票模块的功能测试

5．3．3 注册模块的功能测试

5．3．4 投票模块的功能测试

5．3．5 验证投票结果模块的功能测试

5．3．6 参与限定投票模块的功能测试

5．4 本章总结

第六章 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 未来工作展望

参考文献

致谢