区块链技术作为一种分布式新型计算范式,拥有去中心化、集体维护监督、安全可信、可追溯和可编程等特点,实现了信息互联网向价值互联网的转型.未来可广泛应用于金融、知识产权以及物联网等众多领域.比特币作为区块链技术的创始应用,实现了一种去中心化的货币体系.然而,其要求所有的交易记录必须公布到网络中,这将增加交易者隐私泄漏的风险.再者,若账户拥有者的私钥丢失,则这笔比特币将不能被消费.所以,在比特币系统中,对于交易隐私性和账户安全性的研究是十分有意义的.此外,在现有的安全外包计算中,需要可信赖的第三方保证公平性,但在网络环境中构造可信赖的第三方是较难的,并且需要花费额外的时间和费用,因此可以考虑利用区块链智能合约技术替代第三方保证外包计算的公平性.针对以上问题,本文的主要工作体现在以下两方面:1.关于区块链创始应用比特币,提出了一个同时保证交易隐私性和账户安全性的方案.方案利用同态的Paillier公钥密码系统和隐匿地址机制,实现了对交易金额和输出地址的完全隐藏,有效地保护了比特币中交易的隐私.与此同时,利用Shamir门限方案将私钥分发给多个授权的参与者,保证了即使账户拥有者私钥丢失其他参与者也可恢复出私钥,因此增强了账户的安全性.安全性分析表明,方案实现了机密性、不可篡改性和不可伪造性.2.利用区块链智能合约技术,提出了一个不需要第三方的公平支付的安全外包线性规划方案.利用区块链智能合约技术,方案对任何不诚实的一方实现了自动惩罚,且在不需要任何可信赖或半可信赖第三方参与的情况下保证了外包计算的公平性.同时,对于外包计算的正确性,由矿工进行验证,这取代了云用户的验证开销.安全性分析表明,方案可抵抗分布式拒绝服务攻击、窃听攻击和篡改攻击,并实现了外包问题的机密性、可验证性、支付的完整性和公平性.