基于位置的服务（Location Based Services,LBS）近年来得到了快速发展,已与我们的生活息息相关。LBS服务正常运行要求用户提交的地理位置信息是真实可信的。位置证明（Proof of Location,PoL）模型通过第三方为用户提供位置证明,可保证用户位置信息的真实可信。传统的位置证明模型多为中心化结构,依赖可信第三方,面临单点失效风险,数据也有被篡改等隐患。后续提出的分布式结构位置证明模型,存在节点可信协作问题与用户共谋隐患。区块链作为一种分布式账本技术,具有去信任、交易公开、数据难篡改等特点,可以有效解决传统位置证明模型存在的问题。研究基于区块链的位置证明模型具有重要意义。近年来,基于区块链的位置证明模型引起研究人员的关注,并取得了一定研究成果。但基于区块链的位置证明模型仍有3项待解决的突出问题:（1）提供位置证明的见证者节点的位置信息与区块链共识机制没有紧密耦合,缺乏针对性的共识与激励机制,导致节点部署成本高、覆盖面积重叠,影响服务质量;（2）模型分布式特性使得用户之间共谋难以防范,降低了位置证明的可信度;（3）模型多个环节尤其是链上存储环节与位置验证环节,缺少有效隐私保护方法,容易造成隐私泄露。针对以上问题,本文深入研究了基于区块链的位置证明模型,并针对模型中位置数据安全可信与隐私泄露等关键问题,提出了解决方案。论文的主要创新成果如下。（1）针对现有位置证明模型中节点位置与节点共识机制没有紧密耦合,导致位置证明服务质量差的问题,提出基于节点位置共识的区块链位置证明模型。首先,提出一种分层的位置证明模型架构,包含服务层、网络层与区块链层,并分析了模型的安全性需求。在服务层,针对位置证明安全可信的生成与验证,提出了基于区块链的位置证明流程,应用强化衍生密钥的签名验证机制与交互式零知识证明,对外提供可信位置证明服务;在区块链层,针对节点重复覆盖导致服务质量差的问题,提出了一种基于节点位置的区块链共识机制DPoL,通过基于虚拟势场的激励分配算法,优化节点的部署位置与移动方向,以降低模型整体时延,提高节点覆盖面积。最后,进行了安全性分析与仿真实验,分析与实验结果表明,所提出模型在保持安全性的同时,具有低时延且可有效提高见证节点覆盖面积。（2）针对位置证明中由于用户共谋,特别是“证明者-见证者”共谋难以防范,从而降低位置证明可信度的问题,提出一种基于模糊层次分析法（FAHP）的共谋检测方法。与传统研究不同,本方法利用区块链上数据的可信与可追溯特性,对链上存储的位置证明记录进行以用户为中心的时空信息关联与分析,以识别共谋攻击。通过定义节点活跃度、轨迹内节点关联度等12项指标,计算节点信息、轨迹信息与位置证明可信度之间的映射关系;综合考虑各指标权重变化,设计基于用户时空信息的可信度评估算法,计算各位置证明的可信度评分,以抵抗“证明者-见证者”共谋。仿真结果表明,所提方法能有效地对位置证明进行可信度评估,更准确地识别用户共谋。（3）针对链上存储环节与验证环节的隐私泄露问题,提出一种基于非交互式零知识证明的位置信息隐私保护方法。首先,针对链上存储环节隐私泄露问题,利用默克尔哈希树结构,构建了一种位置证明卷叠（PoL-Rollups）链上隐私存证方法,该方法利用默克尔哈希树的根来代表大量位置证明记录的状态,减轻存储压力的同时保障链上存证的隐私性。其次,针对位置验证环节隐私泄露问题,提出一种基于非交互式零知识证明的位置验证协议,该协议通过时空合法性校验、PoL签名校验、默克尔树存在性校验等条件进行约束,允许用户灵活定义隐私指标与隐私等级,在完全不泄露隐私的情况下,输入PoL-Rollups信息来生成符合约束条件的证据,交由验证者进行非交互式零知识验证。实验结果表明,本方法在保障隐私不泄露的情况下,同时具备低时延与灵活性。