近年来,基于智能合约技术的分布式应用在医疗保健、物联网、供应链溯源、版权保护等领域大量涌现。在这些应用场景中,智能合约不可避免地需要与外部世界发生信息交互。而分布式预言机作为打通链上链下数据的关键技术,其应用面临着两个关键问题:1)分布式预言机协议无法在一个指定时间内返回由预言机节点提交答案聚合得到的最终输出,从而其丧失了可用性。2)商业运营机构作为把预言机节点的链下身份发布到链上的关键桥梁,可以把预言机节点的所有链上行为同链下的隐私信息关联起来,从而使其丧失了隐私性。针对以上两个问题,本文结合区块链智能合约、零知识证明与时控承诺技术,分别提出了“时间敏感场景的分布式预言机协议”与“可撤销匿名的数字身份协议”,以改善现有协议,达到增强分布式预言机可用性和保护用户数据隐私的目的。具体而言,论文的主要研究内容及工作总结如下:针对第一个问题,研究首先提出了时间敏感场景下的分布式预言机协议架构。此架构不仅描述了协议流程,还提出了对时间敏感场景下的分布式预言机协议的五个要求。基于以上架构,本研究提出时间敏感场景下的分布式预言机协议,即使预言机节点在协议中离线,其答案仍可以由其他节点揭示。协议利用时控承诺机制,在保证分布式预言机安全性、去中心化的前提下,有效提升分布式预言机协议的可用性。最后,研究通过原型程序来验证新协议带来的额外开销。验证结果表明答案寄放子协议引入的链下计算开销是可接受的,协议中使用的Pedersen承诺带来的链上计算开销基本与基于SHA3-CRHF的加盐哈希大体相当。针对第二个问题,研究提出了具备可撤销匿名性的数字身份协议。协议分为:DID初始化、VC申请与签发、VP生成与绑定以及匿名撤销四个过程。该协议通过使用Sigma协议构建签名知识零知识证明,隐藏了链下VC签发过程与链上VP绑定过程之间的关联关系。使用秘密分享、ElGamal加密等技术确保在正常情况中处于隐藏状态的关联关系可以被权威机构获知。