万物互联时代的到来使得人们对频谱资源的需求日益增加,然而,频谱资源的有限性和大规模物联网（Internet of Things,Io T）设备的接入使得频谱的稀缺问题愈发突出。现有研究表明,大部分授权频谱长时间处在未利用状态下,但非授权频段却极其拥挤。如何有效、安全地利用有限的频谱资源已成为未来移动通信系统面临的根本挑战。认知无线电（Cognitive Radio,CR）通过动态频谱共享技术（Dynamic Spectrum Sharing,DSS）提高频谱利用率,为解决上述问题提供了有效方法。然而,现有的频谱共享方法大多依赖于集中式的数据库,存在动态性差、扩展性低、访问速度慢以及容量瓶颈和单点故障等问题。此外,频谱资源交易缺乏有效的安全机制,使得用户隐私遭受安全威胁,部分用户在已知全局信息的情况下,由于其自利性会做出损害集体利益的决策。针对上述问题,本文将CR和区块链相结合,利用区块链的分布式和不可抵赖性等特点,解决复杂认知环境中的频谱共享安全问题。本文的主要工作如下:（1）从CR和区块链两个方面对国内外现有的工作进行了详细的分析与综述,并阐述了各自的优劣势。然后,详细阐述了Io T频谱共享领域的相关工作,从资源分配、激励设计和安全共享三个方面,分析了现有工作存在的不足。（2）针对智能感知和共享,提出了一种基于区块链的两阶段安全频谱智能感知和共享拍卖机制（BISA）,该机制选择合适的基站（Base Station,BS）组成联盟区块链,以保证低复杂度的安全高效频谱拍卖。在第一阶段,提出了一种基于反向拍卖的激励机制（RAIM）,为主用户（Primary User,PU）和次用户（Secondary User,SU）提供选择效用最大化的PU的竞价策略。在第二阶段,提出了基于单位效用的拍卖算法（UUA）,以实现PU和SU之间的稳定匹配。PU将选择具有最大单位效用的SU来完成拍卖。然后,将交易记录形成区块并上传,以保证交易的安全性。仿真结果表明,与现有方法相比,所提出的BISA方法使SU的总效用和吞吐量最大分别提高了216.4%和189.3%。（3）针对车联网（Internet of Vehicles,Io V）环境下网络拓扑动态变化特性导致的通信不稳定情况,以增强安全性和提高频谱利用率为重点,提出了一种基于区块链的Io V安全频谱共享机制（BSF）。该机制采用联盟区块链来保证频谱共享的安全性,并采用基于拜占庭容错的权益证明（Byzantine Fault Tolerance-based Proof of Stake,BFT-Po S）共识算法在Io V中实现共识。在BSF中,为了激励SU参与频谱共享,首先引入保险合同的理念,设计了一种基于保险合同的激励机制（ICIM）。在ICIM中,PU将其拥有的空闲频谱出租给SU,以换取一些收益。同时,PU会为SU提供保险合同,签订了保险合同的SU在传输失败时可以向PU申请损失赔偿。然后,设计了一种基于偏好的频谱分配算法（PSA）,以最大化SU的总效用。仿真结果表明,与现有方案相比,该方案在SUs的效用和频谱利用率方面都取得了较好的性能,为Io V中的用户提供了更多的接入机会。