随着网络环境的日益复杂化,传统身份认证技术也暴露出了一些弊端,例如,传统的公钥基础设施（Public Key Infrastructure,PKI）体系过度依赖证书颁发机构,导致权力过于集中,容易出现单点故障、个人信息泄露、信任路径复杂等问题。同时,信息技术的不断发展也对身份认证技术提出了更高的要求,例如,在保证认证效率的前提下实现认证匿名化等。然而目前关于匿名身份认证的文献大多未考虑监管问题,很难对不诚信用户进行追责。区块链作为一种新兴技术,其技术特点为上述问题提供了一些解决思路,凭借分布式去中心化的信任体系为身份认证领域注入了新的活力。然而区块链技术与身份认证技术还存在一些矛盾,例如,区块链账本的过度透明化与身份认证的匿名化要求背道而驰。因此,本文完成了以下的研究工作:（1）本文针对区块链架构与传统PKI体系架构的异同作了详细的分析,提出了一种基于区块链的可监管匿名PKI认证方案——BSA-PKI（Blockchain-based Supervised Anonymous Public Key Infrastructure）。该方案对传统的X.509数字证书结构进行了优化,并设计了一种用于验证时出示的匿名证书。本文还研究了适用于BSA-PKI模型的区块链证书生命周期管理机制。为了实现身份认证的匿名化要求,BSA-PKI选择了合适的零知识证明协议用于证书验证,并设计了更为合理的区块链存储结构。通过实验分析对比,证明了该方案具备更高的安全性,适用于具有匿名化要求的应用场景。（2）本文针对身份认证领域的另外一个研究点——异构网络跨域认证问题进行了详细的分析,解决的是基于证书的公钥基础设施体制与基于身份的密码体制（Identity-based Encryption,IBE）之间的异构跨域认证问题,并为此提出了一种基于区块链的可监管匿名跨域认证方案——BSA-CAS（Blockchain-based Supervised Anonymous Cross-domain Authentication Scheme）。该方案保留两个信任域原有的基础架构,并在区块链系统中建立用户的信任关系网,简化了异构跨域认证中的信任模型。此外,BSA-CAS应用群签名的方式实现了跨域匿名可监管。本文通过理论及实验分析,证明了BSA-CAS具备更好的安全性,同时在安全性与认证效率之间达到良好的平衡。（3）本文针对众包系统的身份认证和个人信息保护问题设计了一种基于BSA-PKI的匿名众包系统——BACS（Blockchain-baesd Anonymous Crowd-sourcing System）。由于众包系统的用户对个人信息保护、数据安全有着更高的要求,本文基于第三章提出的可监管匿名身份认证方案——BSA-PKI,实现了系统的去中心化、匿名化、可监管性。在系统分析中,证明了该系统具备认证可靠性,且系统性能满足用户的需求,具有现实意义与应用价值。