近年来,随着信息化进程的不断加速,云计算、电子支付、社交网络等新型服务模式不断涌现,传统的纸质凭据因其消耗高、污染大、效率低以及体验差等弊病的影响,已经愈发难以满足当下人们对高质量生活的需求,使得传统的纸质凭据正逐渐被电子凭据取代。电子凭据服务体系的构建对于国家经济的发展以及人民生活水平的提高具有重要的意义。然而,电子凭据服务体系的构建面临着众多安全问题,例如电子凭据信息的私密性、真实性、有效性以及可追溯性等。而解决这些安全问题的基础就是保证电子凭据服务体系内实体间通信的安全以及电子凭据信息本身的安全。因此,本文迫切需要构建一个完善的电子凭据服务体系,克服凭据电子化进程中遇到的阻碍。电子凭据服务体系的构建面临以下挑战:首先,电子凭据服务体系构建在开放信道之上,实体间的通信容易遭受恶意拦截、欺骗攻击、信息窃取等攻击,从而造成电子凭据服务体系崩溃、用户信息泄露等危害;其次,与传统的纸质凭据相比,电子凭据是以磁介质或光介质作为信息载体,对其进行增加、修改、删除等操作难以留下痕迹,导致电子凭据的真实性难以验证;第三,电子凭据服务体系面向的用户实体种类多、规模大,当海量请求同时发起时,如何缩短响应时间,提高系统的性能也是需要解决的关键问题。针对上述的问题,本文做了如下的工作:(1)设计与实现了一种电子凭据安全传输协议,作为电子凭据服务体系内实体间安全通信的基础,并通过攻击者模型和安全性分析证明了协议的安全性。该协议包括认证与密钥协商阶段和数据传输阶段两部分。在认证与密钥协商阶段使用SM2/SM3算法实现电子凭据服务体系内实体间的相互认证、密钥协商以及密钥确认;而数据传输阶段主要使用SM4算法保护交互信息的私密性和完整性。(2)设计与实现了一种电子凭据签名查验方案,并通过安全性分析证明了方案的安全性。该方案主要包括有效电子凭据生成和电子凭据统一核准。有效电子凭据生成使用SM2算法对电子凭据信息进行多方签名,从而生成有效电子凭据;电子凭据统一核准是为了满足海量电子凭据查验需求,提出的一种将多次查验转为一次查验的优化方法。(3)设计与实现了一种高性能网络服务模型,缩短请求响应时间,提高系统的性能。模型采用IO多路复用技术管理网络连接,使用异步任务处理机制降低连接管理线程的压力,同时使用CPU内核绑定机制,充分利用多核的性能。综上所述,本文针对电子凭据服务体系的安全需求以及性能需求,实现了电子凭据安全支撑系统,包括电子凭据安全传输协议、电子凭据签名查验方案、高性能网络服务模型。并对其中涉及到的关键技术进行了研究,根据研究成果实现了原型系统,并进行了分析,证明了方案的可行性。