随着电子信息技术的发展,数据共享的需求与数据安全之间矛盾越来越凸显,如何确保数据不被篡改或泄露的前提下实现数据共享,成为亟待解决的问题。区块链去中心化、公开可验证的特性,使得其搭配合适的安全策略就能很好地解决该问题,面对轻量级数据或重量级数据均可以发挥作用。电子病历(EMR)已成为医院常用的病人数据存储方式。即使是同一个病人的电子病历也会被分开存储在多家医院的数据库中。然而,出于安全和隐私问题,很难从多个医院数据库中为一个患者构建唯一的电子病历。另一方面,现有的电子病历系统缺乏标准的数据管理和共享策略,使得医药科学家很难在政策允许下获得数据,开发出有效的药物。为了解决上述问题,本文提出了一个基于区块链的信息管理系统Medblock来处理患者的信息。在该方案中,重量级原始医疗数据被存在本地数据库或云端,摘要信息记录在账本中,Medblock的分布式账本允许高效的EMR访问和EMR检索。改进的PBFT共识机制实现了无需过多能源消耗和网络开销即可安全达成共识。此外,Medblock还结合了定制的访问控制协议和非对称加密技术,能够抵抗恶意节点对时间节点的攻击,具有较高的信息安全性。Medblock可以在敏感医疗信息共享中发挥重要作用。物联网迅速发展,使我们的生活更加轻松。在许多物联网系统中(如智能家居、医疗保健等)所有物联网设备应及时同步时间。但是,物联网中的一些恶意节点会影响时间同步过程,甚至会中断物联网系统,造成严重的事故。因此,在所有物联网设备的时间同步过程中,如何保证时间的准确性和一致性是至关重要且具有挑战性的。在本文中,我们提出了一种基于区块链的物联网精确时间分发和保护方案。具体来说,时间数据是一种轻量级数据,系统中可公开验证的分类账被用来记录和广播时间,这可以最小化来自外部环境的攻击。使用多个时间源可以避免单一时间源生成精确时间所造成的漏洞。此外,该方案的分散结构具有适应网络拓扑结构变化的优点。采用改进的PBFT共识机制,可以有效地实现时间同步。最后,分析结果表明,本文提出的方案可以达到预期的安全性和高效性。本文着重关注于如何基于区块链实现安全、高效的数据共享,并提出两个方案分别解决医疗领域和物联网领域实际面临的困难。如何充分利用区块链的特性以实现隐私保护和数据共享,目前已成为一个非常热门的研究方向。