在大数据背景下,跨域认证对于数据安全共享起着越发关键的作用,然而依靠中心化机构所构建的传统跨域认证手段,包括基于证书的公钥基础设施(PKI)、基于身份的密码体制(IBC)和基于信任凭证的kerberos等,所带来的数据垄断、隐私侵犯、权益分配不公、认证效率低等问题越发明显,无法满足大数据环境下的数据安全需要。区块链作为一项新兴技术,其创新的分布式去中介化的信任体系改变了传统互联网依托中心化机构建立和维护信任的机制,能够有效解决大数据环境下的跨域认证问题。本论文主要研究以下几个内容:1.区块链的高效共识机制PBFT(实用拜占庭容错算法)作为一种联盟链中经典的共识算法,存在共识效率低、无法实现节点动态进出等问题,限制了区块链技术在跨域认证领域的应用。本文基于可信计算技术,提出一种多层共识模型,在保证共识准确性的前提下,通过减少记账节点数量提高了共识效率,实现了节点动态进出;通过前向预防与后向惩处保障系统节点的安全性;保持记账节点的稳定性从而减少因记账节点更换带来的系统开销。2.基于区块链技术的跨异构域身份认证针对在跨异构域身份认证过程中存在的过度依赖可信第三方、证书验证效率低下、对称密钥托管开销大、异构域间认证技术隔离等问题,提出一种基于区块链技术的统一跨域身份认证模型,采用三级认证模式,提出三级信任凭证与三级信任关系的概念,由信任凭证可建立信任关系,建立信任关系后又可生成信任凭证,实现灵活高效的跨域认证,并通过划分认证阶段屏蔽了异构域之间的认证技术的差异;在统一跨域身份认证模型基础上,提出跨域认证协议,很好地解决了证书认证效率低下与对称密钥托管的问题。3.基于三级信任认证模型的医疗信息共享平台的设计及实现数据安全、身份认证与隐私保护是实现医疗信息共享所必须解决的问题。本文在所提出的三级信任身份认证模型的基础上,设计并实现了医疗信息共享平台,包括医院节点加入、用户注册、用户身份认证、医疗信息共享、医疗信息查询、节点认证等功能模块以及相关的数据加密、解密操作,保障了患者医疗信息的数据安全、数据所有权以及共享医疗信息的可靠性,并实现了医院节点间的高效可靠认证。