近年来,区块链技术推动着数字化产业变革,为人类科技产业开辟了新的领域。目前,电子投票领域是区块链应用新的趋势,基于区块链平台的电子投票解决了传统电子投票应用中的中心化存储、信息不透明、信息溯源问题。首先,区块链的共识机制使得所有数据得到公共节点的共同维护和管理,恶意节点的干扰不影响投票进程,解决中心化存储问题。其次,区块链上的数据可追溯且不可更改,所有投票信息都公开透明的记录于区块链中,接收网络公共节点的共同监督,保证选票进程的透明性。此外,区块链使用时间戳记录投票进程的所有时间点,可以依据时间戳对选票信息进行溯源,防止出现投票欺诈或篡改等问题。电子投票系统包括了身份认证方案和投票协议两个方面。身份认证方案保障了投票系统中投票者身份的安全性与隐私性。投票协议保障了整个投票进程的隐私性与鲁棒性。在小规模投票场景下,为了提高投票系统的安全性、隐私性与功能性,本文对身份认证方案和投票协议进行探索。本文的主要内容和研究成果包括:（1）对身份认证方案中的签名进行研究,提出一种改进的基于RSA的无证书签名方案,改进了Sharma等人方案的签名长度与签名效率。同时,进一步提出了一种基于区块链的电子投票多身份更新认证协议,该协议使用上述提出的无证书签名方案,解决了投票者的身份替换问题。此外,该协议引进投票机构的概念,减少了传统身份认证中对授权机构的依赖,改进了身份认证效率和通信成本,实现了投票者多身份的更新功能,并解决了中心化存储和重复认证等问题。通过分析表明,我们提出的无证书签名方案与电子投票身份认证方案均满足安全性与实用性要求。（2）基于Mc Corry等人的方案,对电子投票协议进行研究。首先提出了一种改进的One-out-of-T零知识证明方案,改进了原方案的验证效率与计算成本,并解决了对T个加密选项的零知识证明问题。进一步的,提出了一种基于区块链具有自动计票功能的电子投票协议,该协议使用上述提出的零知识证明方案,解决了多投票选项问题。此外,该协议解决了原方案中的适应性问题和中止性问题,并实现自动计票功能。通过分析表明,我们提出的零知识证明方案与协议均满足安全性与实用性要求。（3）基于上述研究,设计并实现了一个基于区块链的小规模电子投票系统——优秀员工电子投票系统。该系统基于区块链平台,搭建私链对数据进行存储,并利用智能合约执行相关密码方案。通过系统分析表明,该系统具有身份认证、多投票选项和自动计票功能,并解决了适应性与中止性问题,满足实际应用需求。本文不但在学术上提出了身份认证方案和电子投票协议,还将其应用于基于区块链的小规模电子投票系统。该系统基于区块链平台,实现去中心化数据存储,数据不可更改和数据可溯源等功能。系统分析表明,该系统满足安全性与实际应用需求。