比特币的交易是通过数字签名实现的,所有的交易都被记录并存储在一个名为区块链的公开数据库中。随着近年来互联网金融的发展,比特币凭借其自身去中心化、全世界流通、低交易费的特点,逐渐改变着人们的生活方式和交易方式。然而,在比特币系统高速发展的同时也暴露了比特币交易中的诸多问题。首先,由于比特币交易都被记录并存储在一个不可篡改的区块链中,也就是说,比特币的交易具有不可逆性,一旦用户的钱包私钥被盗走并转移了比特币,那么用户的财产就会损失且无法恢复。其次,由于存储比特币交易记录的区块链是一个公开透明的数据库,现已有不少非法人员通过大数据、机器学习等相关数据挖掘算法从中窃取用户的隐私数据,掌握用户的比特币资金流向。因此,如何确保用户比特币钱包中的秘密私钥的安全以及在交易过程中保障用户的隐私,是目前比特币系统持续发展亟待解决的两个问题。针对以上两个方面的问题,本文主要研究了数字签名在比特币安全交易中的应用,并完成如下工作:1、针对比特币钱包私钥盗窃问题,提出了一种基于加权门限签名的比特币钱包控制方案。系统中,比特币钱包用户使用带权重的秘密共享方案给系统中的玩家分发秘密份额,在需要进行比特币交易转账时,玩家们通过门限签名来确认交易信息,从而实现了对用户比特币钱包的联合控制。首先,本方案通过秘密共享方案,将用户的关键私钥进行分散化,避免了单点故障,可以有效防止比特币私钥盗窃问题,并且依据玩家等级分发不同权重的私钥份额,提高了方案的实用性和灵活性。其次,比特币交易时玩家们使用安全多方计算工具联合生成门限签名,期间不会泄露用户的比特币私钥,增强比特币交易的安全性。我们给出了方案的安全性和效率分析。2、针对比特币交易记录的隐私泄露问题,提出了一种基于盲环签名的多中心比特币混币方案。通过引入多个混币服务商为用户提供混淆服务,给用户之间的比特币交易增加中转混淆交易,实现用户输入地址和输出地址的不可链接,进而增强比特币交易的匿名性。使用盲环签名技术,分别保护了用户的隐私数据和混币服务商的身份信息,实现了双向隐私保护。此外,方案采用比特币脚本,既与现有的系统兼容,又实现了用户和混币服务商之间的公平交易。最后,给出了签名算法的仿真和效率分析,并给出安全性证明。