物联网作为21世纪最具创新的技术之一,已经吸引了工业界甚至学术界的广泛关注。它实现了从万物互联到万物智联的蜕变,为未来金融和非金融领域带来了全新的发展机遇。此外,区块链的去中心化、不可伪造等特性为物联网提供了技术支持,拥有着巨大的发展潜力。然而,物联网在改变人们生活方式的同时,也存在着一些亟待解决的安全问题,能否提出有效的解决方案将直接影响到物联网的落地与扩展。本文将探索物联网的典型应用:电子票务系统和数据共享系统,并构造具有特殊功能的区块链以满足相应的安全需求。在基于区块链的电子票务系统中,最重要的就是用户的隐私安全和票据的交易安全问题。在基于区块链的数据共享系统中,用户最关心的是密钥存储安全和数据共享效率问题。因此,针对上述挑战,本文旨在研究如下工作:(1)提高电子票务系统中票据的交易质量并保障用户的隐私安全。在电子票务系统中,“黄牛”的恶意行为破坏了消费者与商家在交易中的对等关系,影响了市场价格和消费者的幸福感指数。同时,用户的匿名性,票据的某些特性也需要得到保证。针对上述挑战,本文提出了一个基于联盟区块链的电子票务系统。首先,通过联盟区块链和委托权益证明机制生成系统参数、用户的密钥对、证书以及商家的密钥对,以建立系统。其中,基于环签名的混币协议用于保障用户及其钱包地址的匿名性,并抵抗双重支付攻击等恶意攻击。在票据转让时,税收机制和监管机制可以抵抗“黄牛”恶意攻击。同时,本文还优化了转让算法,实现了交易双方的共赢。该举措是以往方案没有采取过的。最后,该电子票务系统的安全性和效率也得到了相应的分析。(2)提高数据共享系统中密钥存储的安全能力和数据搜索的效率。由于物联网中的设备通常是轻量级的,传统的解决方案使得数据共享系统在实践时受到了制约。此外,密钥泄漏问题也使得数据搜索与交易的情势变得十分严峻。一旦密钥泄漏,系统的安全性也随之崩溃。针对上述挑战,本文提出了一种带辅助输入的密钥聚合可搜索加密方案,并基于该方案建立了区块链数据共享系统,来实现加密文件的安全共享。首先,本文通过一个在选择明文攻击下安全的基本方案实现抗密钥泄漏的安全目标。其次,基于基本方案给出了一个在选择密文攻击下安全的改进方案,并在相应的困难性假设和Golidreich-Leivin定理下利用基于游戏的方式得到证明。同时,本文还利用改进方案建立了数据共享系统,它可以提高搜索效率并连接全球生态。最后对该系统的安全性和效率进行了阐述,表明本系统在增强物联网方面是有效的。