区块链作为一种新的技术范式,由于具有去中心化、不可篡改、可追溯和开源等特性,可以为各行各业带来新的发展契机.未来该技术可广泛应用于金融、跨境支付、数字票据、供应链和医疗等领域.密码货币是一种利用密码技术确保交易安全的数字货币.作为第一个去中心化的密码货币,比特币应用区块链技术成功地实现了价值的直接交互.然而,区块链技术的公开性使得比特币系统中交易者的隐私受到了严重的威胁,且比特币系统交易验证速度十分缓慢,难以支持法定货币的日常交易.此外,在现有共享经济场景中,网络运行成本高昂且隐私泄漏严重,区块链技术为这些问题提供了解决思路.针对上述问题,本文主要从以下两个方面进行了研究探索:1.针对密码货币系统中存在的隐私泄漏以及交易延迟问题,提出了支持隐私保护和快速签名验证的比特币交易方案.在新方案中,首先,基于Paillier加密算法保护了比特币交易中的用户隐私;其次,利用交互式不可否认签名方案与聚合签名技术,构造了一种新的聚合签名方案,该方案大大减少了签名的存储空间;最后,实现了既能有效保护隐私,又能快速验证签名的新方案.在随机谕言机模型下,证明了所提新方案中的聚合签名是不可伪造的.性能分析表明新方案支持有效的隐私保护和高效的签名验证.2.针对现有共享经济场景中网络运行成本高昂且隐私泄漏的问题,提出了具有隐私保护和公平性的新共享经济方案.在新方案中,首先,通过不可信的第三方发布用户兑换比特币的匿名凭证,实现了交易的不可链接性;其次,利用智能合约和盲签名技术,确保了参与交易的各方之间的公平性和匿名性.新方案可以有效检测并阻止双重利用(财产所有者将他的物品出租给不同的租客)和双重花费(用户多次花费他的比特币).安全性分析和效率分析表明所提出的新方案是安全有效的.