本发明公开一种基于IPv6地址识别用户身份的方法、装置和系统。其中PCRF单元在接收到业务平台发送的用于查询指定用户身份信息的查询请求时，查询与指定用户相关联的IPv6地址，在IPv6地址合法时，根据IPv6地址中的前缀部分确定密钥库的序号值，在密钥库中获取与序号值相关联的二维密钥，利用二维密钥和IPv6地址中的前缀部分生成工作密钥，利用工作密钥对IPv6地址中的IMSI密文进行解密，以得到IMSI信息，查询与IMSI信息相关联的用户身份信息，将IMSI信息和相关联的用户身份信息作为查询结果发送给业务平台。通过将用户的IMSI信息隐藏在分配的IPv6地址中，从而无需维护动态用户的在线信息系统，只需通过解密处理即可获得用户IMSI信息，有效提高了用户身份溯源的准确性和效率。