数据溯源是对原始数据及演变过程的追溯。用户可以通过数据溯源系统了解到数据全生命周期的变化过程。随着区块链技术的出现,为数据溯源系统中的安全存储和可信计算提供了新的技术解决方案,此技术所具备的去中心化、数据共享和不可篡改的特性非常适合应用于数据溯源系统。然而,基于区块链的溯源系统存在许多问题。首先,搜索查询区块链中历史数据的效率不高,目前主流区块链系统通常读取数据的能力较差,这已成为数据溯源系统关键的性能瓶颈。其次,区块链系统中的数据是公开透明的,系统中任何用户都可以访问原始数据信息,而大多数基于区块链的数据溯源系统并未考虑保护已存储数据的安全性,或者在数据安全存储方面设计得不够完善,这将严重威胁用户的数据隐私。最后,细粒度的访问控制是数据溯源系统必不可少的功能之一,而现有的多数工作都不具备这项功能。因此,如何在确保较高的搜索查询性能的前提下,同时实现数据安全存储和具备细粒度的访问控制功能是当下亟待解决的问题。本文以溯源领域中的搜索性能、安全存储和访问控制为研究内容,首先分析基于区块链的溯源系统存在的问题,其次对国内外相关的研究进行整理,最后提出自己的解决方案。本文的主要贡献如下:（1）针对数据溯源系统数据存储量大、查询频率高的特点,本文提出了一个基于区块链的高效查询方案。为了防止潜在的数据外泄风险,本文所提出的方案并未将数据同步到第三方数据库中,而是直接在区块链中进行优化。具体来说,本文对链上数据格式进行预定义,同时通过新的字段进行区块间搜索优化,并且设计全新的资源友好性、独立于Merkle树的索引结构优化区块内部搜索,特别地,相较于其他方案本方案所提索引结构所需要的存储开销更小。最后对本文所提出的查询方案进行仿真测试,仿真结果表明,本方案的搜索性能相比于基线方案得到明显提高。（2）针对数据溯源系统所需要的数据安全存储和访问控制功能,本文提出了一个基于区块链的具有高效搜索性能的安全溯源系统。具体来说,在结合了前一工作对区块链搜索性能优化的基础上,进一步地,将本文所提出的安全溯源系统与云外包技术深度融合,优化了整个系统的搜索响应时长,并利用可搜索加密和属性基加密算法,实现安全的数据存储和细粒度的访问控制功能。最后,在Hyperledger Fabric中对系统进行了仿真和评估。仿真结果表明,该系统在保证数据安全的前提下能够实现溯源查询功能,并且具有较好的执行效率。