比特币是第一个被广泛使用的加密数字货币,也是第一个区块链的应用。近年来,以其匿名性、快速跨境交易、交易高可靠性、不可篡改和无中心化等特性成为一种被用户和商家所使用的支付方式,部分国家甚至确定了比特币的合法地位。但是,其交易数据完全公开在区块链中,任何用户都可以获取所有的交易数据,带来了合法交易隐私泄露(用户资金总额、资金流向、交易行为)问题。与此同时,对不法分子利用比特币进行违法犯罪活动的非法交易需要有效监管。因此比特币交易隐私成为国内外研究重点。本文总结了现有比特币交易隐私保护方法的不足,例如兼容性差、保护程度弱、缺少非法交易监管。针对上述问题,设计了一种新的挖掘方法,证明了现有方法的局限性。进而提出了一种隐私保护方案,达到了隐私保护和监管的目的。本文的创新点主要包括两个方面:(1)针对交易地址隐私挖掘,提出了一种新的地址聚类分析方法,不仅可以实现对非混币交易的地址聚类,还支持共享发送混币交易的地址聚类。该方法利用共享发送混币协议中存在的缺陷,能够从大量交易记录中识别共享发送交易,并且将其逆向分解成非混币交易。基于真实的比特币交易数据的实验结果表明,目前的比特币交易中共享发送交易约占2.6%;本文提出的地址聚类分析方法相比现有的方法,准确率提升了约40.94%。(2)针对比特币交易隐私保护,提出了一种基于双线性部分盲签名和隐身地址的中心化混币方案,不仅可以保护用户的交易隐私,还支持可信机构实施交易监管。该方案为了解决用户交易隐私问题,通过在现有比特币系统中增加混币服务节点的方法,隐藏用户交易公开地址和实际使用地址之间的关系,实现交易输入和输出的不可链接性。该方案利用设定一系列固定金额,实现交易金额的保护。利用改进的隐私地址技术,实现收款方地址的保护。为了增强比特币的监管,引入第三方机构,实现用户和混币服务节点身份认证。理论分析证明了该方案的隐私保护效果;实验结果表明,该方案比现有的基于RSA的混币方案在身份认证和盲签名速度提升了近10倍。