为了设计一个去中心化投票系统中的智能合约，防止单一选票被多重投票是至关重要的，这确保了投票的公正性和透明性。以下是详细的实现方案：

1. 使用地址唯一性：每个以太坊网络中的地址都是唯一的，可以利用这一点来限制每个地址只能投票一次。在智能合约中维护一个地址集合，记录已经投票过的地址。每当一个地址尝试投票时，先检查该地址是否已经在集合中。如果在集合中，则阻止投票；如果不在集合中，则允许投票并立即记录该地址。

   mapping(address => bool) public hasVoted;
   
   function vote(uint proposalId) public {
       require(!hasVoted[msg.sender], 'Already voted.');
       hasVoted[msg.sender] = true;
       // 处理投票逻辑
   }
   

2. 使用哈希函数和承诺-揭示机制：为了保证投票的隐私性和安全性，可以采用哈希函数和承诺-揭示机制。投票者首先生成一个随机数，并将其与选票内容（即投票提案的ID）一起哈希，然后将哈希值作为“承诺”提交给系统。投票结束后，投票者揭示其随机数和选票内容，系统通过哈希验证确保承诺与揭示内容一致。

   • 承诺阶段：

     function commitVote(bytes32 hash) public {
         require(commitments[msg.sender] == 0, 'Already committed.');
         commitments[msg.sender] = hash;
     }
     

   • 揭示阶段：

     function revealVote(uint proposalId, uint nonce) public {
         require(commitments[msg.sender] != 0, 'No commitment found.');
         bytes32 hash = keccak256(abi.encodePacked(proposalId, nonce));
         require(hash == commitments[msg.sender], 'Hash mismatch.');
         // 处理投票逻辑
         delete commitments[msg.sender];
     }
     

3. 使用身份验证服务：可以与外部身份验证服务集成，确保每个真实的个人只能投票一次。这需要在合约中引入额外的身份验证逻辑，验证用户的身份信息。

   • 身份验证接口：

     function authenticate(address voter, string memory identity) external returns (bool) {
         // 与外部身份验证服务交互
         return true; // 假设验证通过
     }
     

   • 投票函数：

     function vote(uint proposalId, string memory identity) public {
         require(authenticate(msg.sender, identity), 'Authentication failed.');
         require(!hasVoted[msg.sender], 'Already voted.');
         hasVoted[msg.sender] = true;
         // 处理投票逻辑
     }
     

通过上述方法，我们可以在去中心化投票系统中有效防止单一选票被多重投票，确保投票的公正性和透明性。