5G的到来,将开启一个“万物互联”的时代。海量的物联网数据蕴含着巨大价值,而现有基于云的数据共享机制,面临访问篡改、追踪溯源困难等问题,无法确保用户数据的共享安全。新兴的区块链技术,能够不依赖可信第三方,实现陌生节点间的安全传递,可为云环境下的5G物联网数据共享提供解决思路。但是作为发展中的技术,区块链在性能和安全方面仍难以满足5G物联网数据共享的需求,存在几点不足:1)可扩展性差,难以满足5G物联网大规模的数据共享需求;2)共识效率低,难以满足5G物联网实时高效的数据共享需求;3)隐私泄露,难以满足5G物联网隐私安全的数据共享需求。针对上述问题和不足,首先提出基于区块链的5G物联网数据共享方案,在实现可信数据共享的同时提升区块链可扩展性;然后提出基于可信列表的改进拜占庭容错算法,在提升共识效率的同时降低通信带宽开销;最后提出基于混币的区块链隐私保护方法,在提升隐私安全防护能力的同时降低计算和存储开销。综合三方面研究,旨在对区块链的性能和安全进行优化,使其更好地应用于5G物联网数据共享场景,主要贡献如下:1.为实现可信安全的数据共享,提出一种基于区块链的5G物联网数据共享方案。该方案首先设计了数据共享框架和数据共享流程,目的是为云环境下的5G物联网数据共享提供解决思路;然后为提升区块链可扩展性,满足5G物联网大规模的数据共享需求,提出了基于闪电网络的链下交易机制。仿真分析表明,基于区块链的5G物联网数据共享方案能够抵抗追踪攻击、链接攻击等7种攻击类别;基于闪电网络的链下交易机制能够有效提高交易吞吐量、降低交易时延。2.为提升区块链共识效率,满足5G物联网实时高效的数据共享需求,提出一种基于可信列表的改进拜占庭容错算法。该算法首先建立了一个信用节点列表,将共识节点的参与方式由静态改为动态,并且支持通过投票选出信任节点;然后设计了一种信用评价机制,作为共识节点选举的依循,以提升系统容错率;最后简化算法流程,将PBFT算法流程由3阶段协议简化为2阶段协议,以进一步降低通信带宽开销和算法时延。仿真分析表明,较PBFT算法,所提算法在提高节点灵活性和容错率的同时,通信带宽开销降低了约42.74%,交易吞吐量提升了约3.12%,时延降低了约3.03%。3.为提升区块链隐私防护能力,满足5G物联网隐私安全的数据共享需求,提出一种基于混币的区块链隐私保护方法。该方法首先增加了审计措施,在传统的混币模型基础上,增加审计区块链,以记录用户和混币器行为,实现可追溯和可问责;然后利用椭圆曲线算法构造盲签名,替代现有研究中基于双线性对或RSA的盲签名算法;最后基于可审计的混币模型和新构造的盲签名算法,提出可审计的盲混币服务协议。仿真分析表明,所提方法在提供隐私保护的同时,具有可审计性、抗盗窃攻击等6种安全特性;在同等安全强度下,较对比方案,所提方法能够有效降低计算开销和存储开销。