随着比特币等数字货币的蓬勃发展,区块链技术作为其核心机制具有去中心化、可靠性、数据不可篡改、交易匿名性和开源可编程等特点,逐渐在金融、物联网、身份认证和数据共享等诸多领域得到研究和应用。然而,区块链的基础理论和技术研究尚处于初级阶段,在诸如安全、效率、资源、博弈等方面仍存在问题需要进行深入研究。区块链的安全问题包括数据安全、共识安全、隐私安全等方面,是影响整个体系架构可靠性的根本问题。本文主要研究如何保障公私钥对的安全性,目前区块链应用普遍缺乏有效的私钥管理机制,对于私钥的管理主要存在两个问题:第一,对区块链的私钥进行加密时,用于加密的密钥没有安全、可靠、便捷的生成方法。第二,缺乏一个系统的方案来保证私钥从生成、加密、存储到恢复全过程的安全性和可靠性。针对第一个问题,本文提出一种基于生物特征的稳定密钥生成办法,使用人脸特征和指纹特征生成稳定、可精确再生的密钥,此密钥用于对区块链的私钥进行可靠加密。首先,采用现有的特征提取算法来获取人脸和指纹图像中稳定分布的特征点。然后,利用人脸、指纹特征点间的相对不变性,提出了一种基于二维特征点的稳定可区分描述子计算方法,将基于图像尺度的二维像素特征点转化为任意图像维度皆具有普适性的稳定可区分描述子。最后,针对稳定可区分描述子多次计算结果之间会存在微小误差而不可直接作为密钥的问题,本文采用可重用的模糊提取器对其进行运算来产生稳定的密钥,为实现私钥的可靠加密运算提供了基础。针对第二个问题,本文提出一个系统的区块链私钥管理方案,实现了私钥的安全生成、可靠加密、分布式存储、精确恢复,保障了私钥管理各个步骤的安全性和可靠性。私钥安全生成阶段,使用基于LWE（Learning with Errors）的非对称密钥生成算法,保证非对称密钥面对量子计算攻击的安全性。私钥可靠加密阶段,使用基于中国剩余定理的秘密共享技术将生成的私钥进行秘密分割,并且将分割后得到的秘密碎片使用基于多生物特征的私钥加密算法进行加密。加密私钥的分布式存储阶段,利用区块链系统实现加密后的秘密碎片的安全、可靠、分布式存储。私钥精确恢复阶段,经过本文提出的私钥精确恢复一般步骤,可以实现私钥的准确恢复。本文实验分析了人脸和指纹所提取的特征点的质量,保留足够稳定且具有可区分性的特征点来提取描述子。对不同时刻计算描述子所存在的误差进行了统计分析,实验验证了相同生物在不同时期描述子误差的可控性。对基于生物特征描述子模糊提取所获取的密钥进行了分析,实验验证了其准确率与效率。实验分析了基于生物特征密钥用于私钥加密的有效性和准确性,并分析了基于中国剩余定理进行秘密共享算法的有效性。为验证本文所提出算法的效率、有效性和准确性,本文搭建了一个基于以太坊的区块链系统并进行了系统的实验,证实了基于生物特征生成稳定唯一密钥的可行性和本文提出的私钥管理方案的可靠性。