现如今随着全球船舶数量的不断增长,水上交通环境日益复杂,船舶信息准确性直接决定船舶管理效率和航行交通安全,保证船舶信息真实、可靠、可信是航运管理的重要问题。由于在传统中心数据库下,船舶信息管理相关各方之间普遍缺乏信任,信息交互与验证耗费大量的人力物力。传统分布式数据库可以有效地解决船舶信息共享问题,但是数据易被篡改,船舶信息追溯困难,相较于传统的分布式数据库,区块链技术有防篡改,可追溯的优势。本文基于区块链的安全机制,针对船东、航运主管机构和第三方用户对船舶真实信息的需求,研究了基于区块链智能合约船舶信息认证系统,提出了船舶信息基于区块链在多通道模式下的存储与共享框架,基于Hyperledger Fabric设计并实现了船舶区块链身份安全认证方案。实现了航运相关方对于船舶信息的安全共享,互操作,快速的查询和有效的访问,使数字化资产和证书信息可以跨主体进行共享和管理。进一步对于设计的系统中的安全协议进行了建模和形式化验证。建立了系统安全模型,在客户机-服务器(Client-Server,C/S)端使用 JOSN Web 令牌(Json Web Token,JWT)进行身份验证,基于属性访问控制(Attribute-based access control,ABAC)提供在多通道多节点环境下细粒度的的访问控制,代理或节点之间通信同时使用了安全传输层协议(Transport Layer Security,TLS)和数字签名技术来保证信息机密性,完整性,不可否认性与不可篡改性;底层数据更改交易记录使用区块链形式存储使信息具有可溯源性与不可篡改性。基于上述系统模型,本文使用以alice-bob标记语言形式化模拟信息的验证并使用自动化验证工具avispa验证了模型的安全性,同时对系统功能和性能进行了详细的分析测试与展示。得出了包括客户端请求速率,客户端数量,区块大小,硬件等影响区块链系统性能的因素,并给出了最优参数范围的建议,在保证性能的情况下解决船舶通信中长期存在的信任和安全问题。