区块链作为一个去中心化的分布式账本,具有天然的信息公示和监管的作用。投票作为其处理不同意见的一个有效工具,需要具有其公开性、公平性、安全性和有效性。由于区块链的不可更改性和透明性,将区块链作为其公开平台作用于投票系统上能够有效的减少投票过程中的舞弊操作,保证其公开性和公平性,有效满足加强我国的民主化建设需求。安全的投票系统还需保证其选票的隐私性和匿名性,这与区块链自身的公开透明性相矛盾。如何在确保选票的隐私性和匿名性的前提下,使其基于区块链的投票系统仍保证有公开性和公平性是一个有价值的研究方向。在对现有的基于区块链的投票系统研究中,其一是通过直接应用或者修改现有的区块链系统如比特币系统或者零币系统,或者是通过智能合约实现其投票功能。前者由于现有交易机制在一定程度上损害了投票的公平性,而后者由于当前的智能合约gas消耗,使其限制了投票系统的可扩展性。本文基于区块链和密码学的研究,提出了一个基于区块链的安全和公平的投票系统,既确保了投票系统的公开透明和公平的属性,同时保证其投票的匿名性和隐私性。在其方案中,通过使用非对称加密和消息承诺来保证其投票的隐私和不可篡改性,使用零知识证明确保投票系统的可验证性,保证了的投票系统的安全性和有效性;在该投票系统中,使用了混淆技术确保其投票的receipt-free特性,降低了投票过程中贿选的可能性,从而提高民主选举的公平性,完善国家的民主化建设。