区块链是一个去中心化的分布式账本,具有去中心化、数据不可篡改、数据透明可追溯等特性,与传统的中心化数据库相比,其具有不可比拟的优势。研究者利用区块链的特性,将区块链应用到其它领域。在研究者利用区块链解决其它领域问题时,忽视了区块链存在的问题。区块链本身查询能力不足,目前仅仅支持查询少数键值的查询,难以支撑区块链作为数据库的高效性。同时,由于区块链上数据是透明的,每个节点都可以访问区块链上的数据,因此,当用户利用区块链分享数据时,会造成用户数据的泄露。针对区块链查询效率低的问题,本文利用通用的数据索引技术,将其与区块链技术相结合,对区块链的查询性能进行改进。本文将数据从区块和交易中提取出来,为数据建立单独的索引,将B+树、Bitmap索引、key-value索引相结合,设计了一个双层索引,加快了对区块链内部数据的查询速度。本文利用B+树索引完成对交易内数据的整理与排序,减少了查询数据时的耗时。同时对数据类型分类,使用Bitmap查询数据类型,通过Bitmap与B+树的结合,进一步加快了数据查询的速度。最后,通过一个key-value完成对数据的流转过程进行查询。针对以上设计,本文编写了智能合约,并利用以太坊私有链对设计方案进行模拟,以及对设计方案的性能进行了测试,最后实验结果证明了索引的高效。针对区块链上数据泄露的问题,本文提出基于代理重加密与智能合约结合的方法实现数据的访问控制。鉴于区块链上存储数据代价较大,本文将数据对称加密后存储在IPFS存储系统中,将数据摘要以及对称加密密钥通过非对称加密存储在区块链中。这样既实现了区块链轻量存储,又避免中心化的存储。当数据拥有者需要分享数据时,数据拥有者对数据制定访问控制策略,代理服务器将数据进行代理重加密,数据访问者则可以通过重加密后的信息访问IPFS存储系统中的数据。为了解决设计方案存在的数据无管理的问题,本文在数据版本之间建立依赖,通过依赖追溯数据版本的变化,增加对数据版本的管理,最后的方案分析证明了设计方案的优势以及可行性。