比特币具有匿名交易、手续费低廉、跨国转账便捷等诸多优点,逐渐在全球范围内广泛流行,并在投资管理方面取得了巨大的发展空间。然而,黑客攻击,系统故障或人为过失等问题所导致的比特币丢失,也给个人或企业造成了严重的经济损失。比特币的安全性问题已然成为比特币用户关注的重点。传统对比特币密钥进行单一位置存储的方法,容易使黑客匿名、不可逆转地盗空用户的所有资金。对比特币进行联合控制可有效解决这一问题,攻击者若想盗取用户的比特币至少需要破坏阈值个数的设备。因此,针对多样化的应用场景,本文提出三种具有不同功能优势的比特币密钥联合管理方案:首先,针对个体商家的比特币密钥安全管理问题,提出一种基于双方ECDSA的强匿名性比特币密钥管理方案。利用Diffie-Hellman协议生成比特币密钥,利用Coin Shuffle协议创建比特币交易,利用双方ECDSA对交易进行数字签名,从而在增强用户匿名性的同时,还实现了用户对比特币密钥的双重认证。此外,本方案还设计了问责机制来增强方案的鲁棒性。安全性分析表明,本方案可以抵御中间人攻击,去匿名攻击等多种攻击,并且所创建的交易与标准比特币交易无差别,与现有比特币系统完全兼容。其次,针对中小企业或团体的比特币密钥安全管理问题,提出一种基于门限ECDSA的密钥可更新的比特币密钥管理方案。利用门限ECDSA实现对比特币交易的联合签名,从而防止单个恶意成员非法利用团体资金。此外,全体成员还可定期对所持私钥进行更新,使得攻击者必须在有限时间内至少盗取阈值数量的私钥才能窃取比特币,大大增加了攻击者的攻击难度。安全分析表明,在有效保证全体成员对外匿名性的前提下,整个方案还同时具备去中心化、比特币地址的合法性、数字签名不可伪造以及抵御合谋攻击四大安全特性。最后,专门针对需要存储大量比特币资金的个体或团体的密钥安全管理问题,利用密钥管理中心KMC来协助管理用户资金。提出一种基于盲ECDSA的比特币密钥联合管理方案。利用“单向”的DH协议生成比特币地址;利用盲ECDSA生成对比特币交易的签名,从而保证用户的地址对KMC具有匿名性。安全性分析表明,方案所生成的地址具有合法性,签名具有盲性和不可伪造性。此外,本方案还继续利用多重地址将KMC的数量拓展到n个,实现用户对比特币资金的多重保护。