随着信息技术和量子计算的研究进展,计算设备的计算能力正处于飞速发展的阶段。与此同时,量子计算机的研发和制造进程也在不断推进。尽管目前的量子技术无法支持科学家们制造出真正意义上的量子计算机,但是随着现有技术的成熟和新技术的提出,具备可应用性的量子计算机很有可能会出现在我们的社会之中。然而,在量子计算技术能够为人们带来计算能力的飞跃的同时,也会给现有的密码体制带来一些前所未有的安全隐患。当今社会人们使用的绝大多公钥加密(PKE)算法和数字签名(DS)算法(如RSA算法,ElGamal算法)都是基于数论中数学问题的困难性,比如大素数分解问题,离散对数问题等,目前这些问题都被普遍认为是难以解决的。然而,随着量子计算机的发展,传统基于数论的密码体制受到了新的安全挑战。在1994年,Shor提出了一个量子攻击算法,该算法可以运用量子计算机的能力在多项式时间内解决大素数分解问题和离散对数问题。因此,选择新型可抗量子攻击的数学困难问题,并根据此类困难问题设计公钥密码算法已经成为了当前研究的热点。编码理论中的数学困难问题,如一般解码(GD)问题,一般伴随解码(GSD)问题,都已经被证明为是NP完备(NPC)问题。此类NPC问题被公认是可抵抗量子计算机攻击的。因此,基于编码的公钥加密算法和数字签名算法是一种潜在的后量子密码系统解决方案。然而,基于编码的密码系统在如今的应用环境中不如基于数论的密码系统流行。其中最主要的原因是基于编码的密码系统中公钥的尺寸远大于数论基密码系统中的公钥。另外,在基于编码的数字签名算法中,大多数算法都诟病于过长的签名时间。为了改进这些基于编码的密码系统中的制约因素,本文主要完成了以下三个方面的工作:1.具有特殊属性且基于编码的数字签名算法:在这部分工作中,我们提出了一个新颖的盲签名算法和一个环签名算法。前者具备高效的签名速度而后者具有简单的结构。为了避免过长的签名时间,我们的盲签名算法运用了一种基于快速伴随(FSB)的哈希函数来生成一个可解的2-正则字伴随,因此我们算法中的签名步骤可以只运行一次解码步骤就生成一个合法的数字签名。另一方面,我们的环签名算法避免了签名和验证过程中的N+1次哈希函数运算,因而具有较快的签名和验证效率。2.基于编码的身份鉴别协议基数字签名算法:在这部分工作中,我们提出了三种5次交互零知识身份鉴别协议,分别命名为:RZK协议,GZK协议和CCVA协议。接着我们根据Fait–Shamir的方法,将RZK协议,GZK协议和CCVA协议分别转换为一个环签名算法,一个群签名算法和一个盲签名算法。这类基于身份鉴别协议的数字签名算法具备一大优势:在签名的过程中不包含解码算法的运算,因此具有快速的签名速度。另一方面,由于在签名算法中使用了q元校验矩阵,我们基于身份鉴别协议的数字签名算法中公钥和签名的尺寸相对较小。3.使用秩度量码的IND-CCA2安全公钥加密算法:在这部分工作中,我们根据Lau和Tan的基于秩度量码的公钥加密算法(LT算法)提出了一个全新的公钥加密算法。我们的公钥加密算法继承了LT算法中公钥较小的优势,将其安全性从IND-CPA安全提升至IND-CCA2安全的同时,避免了密文尺寸的扩张。