区块链技术凭借着可以在节点间不建立信任前提下进行点对点的可靠价值传递愈发引人关注与研究,被认为是信息互联网转型成为价值互联网的核心技术。区块链架构通过存证链上数据的方式的达到了数据溯源可信的目的,如今正逐渐成为数据存储共享的重要方案。为了突破区块链自身的局限性,越来越多的研究者们将研究重点放在与链下扩展架构相结合的方案研究上。而这将面临着分布式网络可能带来的安全漏洞攻击,使这种链上链下架构面临的安全考验越来越复杂,大大增大了数据隐私问题所带来的不确定性风险。如何构建一种安全可控的数据协同技术架构,使得链上链下技术相互融合与互相补充,正是本论文所要研究的核心问题。因此本论文针对区块链发展中所面临的隐私安全问题展开了相关研究,主要工作如下:第一,本文提出了一种新型的区块架构,该架构的设计保证了链上链下业务逻辑的确认对接,在架构下构建一种新型区块结构,对传统区块结构的做出了对应的优化和修改,并提出了一种区块链多授权可搜索的属性基加密方案。通过区块索引的设计实现链上数据的高效检索分析功能,并以此来保障用户数据在数据流通过程中的隐私安全。第二,本文结合链上链下数据协同模型改进了实用拜占庭容错共识算法,根据分簇结构调整节点的管理方式,减少了区块链网络中达成共识的通信频率,与实用拜占庭容错算法相比节点可以动态地加入或退出网络,增加了模型的可扩展性。最后本文在现有联盟链平台的功能测试下通过原型系统的设计与实现对方案进行了验证,方案满足本文提出的隐私安全与链上链下数据协同需求,为后续区块链架构进行可拓展性设计方案的相关研究提供一定的参考价值。