当前的互联网只具备了精确高效的端到端传输数据的能力,但是却无法确定发送者和接收者的身份。身份认证是一种用户与服务商相互的需求,其中用户对于服务商的身份认证可以通过安全超文本传输协议以及公钥基础设施实现,然而服务端对用户身份的认证并没有一个统一而完善的方案。本文基于对国内外现有的互联网数字身份认证方案实现方式的深入研究,将现有的技术方案分为三大类,并分析发现现有的身份认证方案中存在着隐私性、安全性、服务商权利滥用等问题。因此本文设计并实现了一种新的去中心化的用户数字身份认证系统,并解决了安全性和可用性问题。本文基于对区块链中的共识算法技术的深入研究,提出并实现了一种新的异步拜占庭容错算法,解决了传统的共识算法效率低下的问题。以此算法为核心实现了一条联盟式区块链,并实现了一个去中心化的互联网用户数字身份认证系统。在本文实现的系统中,用户仅需要注册一次数字身份,就可以在所有运行本系统的服务器上实现身份的认证,即实现了数字身份的“通用性”。用户的数字身份获得认证的权利以及服务商认证用户身份的权利都不会受到第三方认证机构的阻碍,这就意味着用户和服务商都能够避免“认证中心权利滥用”的问题。除了解决了这些传统的身份认证方案中存在的问题,本系统还能够抵抗去中心化系统中存在的多种攻击方式。本文主要的创新工作如下:(1)设计并且实现了由用户自己掌握的,且具有通用性,安全性的用户数字身份标识(Digital Identity,DID)。该标识可以被公开在区块链上而不影响用户身份认证数据的隐私性和安全性,同时DID也具备抵抗去中心化系统中特有的攻击方式以及抵抗量子攻击的能力。(2)设计并实现了一种新的适合于身份认证系统的异步拜占庭容错算法,该算法能够在网络健壮性较好的情况下,拥有比现有的区块链共识算法更大的吞吐量和更低的延迟,并且能够保证当系统中的恶意节点的数量少于系统总节点数的三分之一时,系统能够通过降低吞吐量和增加延迟来获得异步拜占庭容错能力。(3).根据DID和dsBFT异步拜占庭容错算法设计并实现了基于联盟式区块链的去中心化用户身份认证系统。通过将系统分别部署到位于中国5个地理方位的大型城市中的云服务器上,本文完成了异步网络下系统的可用性测试,证明了本方案提出并实现的共识算法能够在真实的异步网络中比传统的共识算法具有更高的可用性,也证实了本系统的实际可用性。