随着卫星定位和移动互联网的快速发展,越来越多的基于位置服务应用被发布,广泛地运用到了各个现实生活场景,深入到人们日常的生活当中,为人们提供了更好更便捷的服务。人们享受着简便实用的服务的同时,也面临着伴随而来的安全风险和威胁,比如用户的隐私信息可能会被泄露给第三方。这些服务中涉及的一些安全风险问题正受到学术界和工业界的研究和关注。本文在前人的安全位置服务相关研究基础上,着重从安全位置证明、位置查询完整性保护和范围查询的隐私保护等方面展开研究。本文研究从位置服务应用的安全性出发,以针对用户而言,保护位置数据不被篡改以及防止滥用位置证明;针对第三方云服务提供商而言,保护用户查询完整性、范围查询的位置隐私。本文在方法理论层面和实际运用中具有创新性,并为之后的安全的位置服务研究提供了一定参考价值和借鉴价值。本文的主要研究成果如下:（1）市面上存在诸多虚拟定位软件,用户使用这些软件让伪造自身的位置的成本大大降低,使得一些并不在某个地方的用户基于虚假的位置信息向服务器发出请求。位置证明是为了解决此类问题所提出的方法,其可以为用户提供已验证的可信的位置信息。目前位置证明方法主要有中心化和分布式两种架构,基于中心化架构的位置证明方法需要用户完全信任中心化服务器,而基于分布式架构的方法又容易引起用户之间的合谋攻击,生成虚假的位置证明,并且对位置进行验证的效率也不高。本文结合区块链不可篡改、匿名和可追溯的特性,在不依赖基础设施的情况下,提出基于区块链的安全位置证明方法,并设计适用于空间位置的零知识证明算法保护位置隐私,理论分析加上实验结果表明方法在一定程度上能够抵御合谋攻击,在保证位置可信的同时,也使得用户隐私得到保护。（2）越来越多的位置服务提供商,将空间位置数据查询服务等外包到第三方云服务提供商上面,但是第三方云服务提供商存在不可信的风险,解决中心化管理所带来的问题和保护用户的位置服务查询完整性是目前面临的挑战。本文结合区块链技术,利用Ethereum中的MPT树特性,提出支持时空查询、数据验证和账户管理的空间位置树,设计实现Merkle-3DR树负责时空查询,保证了查询完整性和可验证性。最后使用超矩形范围查询、k-NN查询和有界k-NN查询等时空查询方法来评估空间位置树的性能,实验结果表明,本文方法在保证查询完整性的同时,查询性能优于同类方法。（3）不可信的第三方可以收集查询结果,对数据进行分析,并最终获取到用户的位置隐私信息,分析出用户的行为模式,所以急需运用隐私保护技术来保护查询结果的隐私性。本文结合本地化差分隐私保护技术,提出针对时空三维数据的非平衡八叉树时空域划分方法,解决空间均匀分配不合理的问题,并设计编码算法,利用随机响应算法进行本地扰动处理,整个流程包括非平衡八叉树划分、编码、扰动、聚合和查询响应等过程。实验在真实的数据集Checkin和Landmark上进行了测试,对比现有编码方法,结果表明本方法在满足-本地化差分隐私的前提下,查询结果的相对误差较小,具有较高的可用性和准确性。