近年来,区块链技术因其具有去中心化特性迅速发展,成为缓解单点服务的关键技术。然而,对于高冗余存储的区块链,怎样在保证安全的前提下扩展存储空间,如何改善工作性能以及怎样将其灵活地应用在实际场景是值得深究的课题。本文从区块链的存储容量、运行性能等角度出发展开研究,提出了容量优化算法、数据存储与分享框架以及在版权认证中心的应用。具体工作内容如下:(1)针对区块链存储空间迅速膨胀问题,提出了存储容量优化算法,将整条区块链分组并在节点中存储一定比例的数据副本。从数据篡改的角度出发,建立区块高度防数据篡改模型得出每组的区块数量,在不同区块的高度中存储不等的数据副本量。将全网存储节点分为全节点和轻节点,全节点存储完整的链保证了数据的溯源操作。设置验证节点对存储节点能力进行检测,防止节点本身存在的信誉、安全等问题。最后,实验得出容量优化算法和Fabric相比节约了存储空间。(2)针对区块链在不同数据处理应用场景中的问题,提出基于区块链的数据存储与分享框架。框架中部署了4个智能合约以提高运行效率。引入IPFS存储系统存储加密文件,使得区块链中仅仅存储文件的哈希值和附属信息,节约了区块链的容量并达到双重安全保障的效果。框架中将部分安全传输置于链下,使得链上链下相结合,节约了交易成本和时间。另外,框架中增加了对已存储数据的更新功能,更符合实际的应用场景。最后,实验得出数据存储与分享框架节约了运行成本,具有可行性和高效性。(3)为了验证容量优化算法和数据存储与分享框架的实用性,将两者结合应用到版权认证中心系统中并对系统进行了实现。实验表明基于区块链的版权认证中心系统和传统数据库系统相比更加安全。