虚拟经济发展迅猛,在整个经济体中占据相当大的比例,已经成为人们日常生活中的重要组成部分,尤其是以网络游戏、app应用、云服务等为代表的虚拟交易十分火热,创造了大规模的经济效益。通常,这些交易都是在线上虚拟交易系统中完成的。由于虚拟交易频次高、额度小的特点,真实货币不适用于虚拟交易系统,于是虚拟币得到广泛采用。当前虚拟交易的相关法律尚未健全,为了维护虚拟交易秩序,保障虚拟交易参与者的权益,建立一套安全、可靠、透明、高效的虚拟交易系统意义重大。本文在已有的研究基础上,建立了可靠虚拟交易系统模型,结合密码学原理与技术提出了具体解决方案,另外还定义并分析了系统的重要属性。本文首先提出了可靠虚拟交易系统模型,该模型由四个参与者平台、提供商、玩家、支付方组成,主要包括购买虚拟币、购买虚拟商品或服务、兑换虚拟币等交易活动。为了减少对平台可信性的依赖,增强系统透明性,本文方案中将虚拟币与其真实售价绑定。另外,平台还须在不揭示单个虚拟币真实价格的前提下,在虚拟币兑现阶段证明批量虚拟币总价。为了监测虚拟交易中可能存在的合谋欺骗行为,本文特引入支付方,用以防范合谋攻击。根据以上模型和问题,本文结合同态承诺、动态累加器、数字签名等密码学原理与技术,提出可靠虚拟交易系统实现方案4P_VES。本文通过承诺实现虚拟币与发行价格绑定,根据承诺同态性提供批量虚拟币总价的证明,通过动态累加器维护各用户的虚拟账户。为了提高系统性能,本文提出了4P_VES变种方案,对系统可靠性与效率做了折中。另外,还结合多重签名、原语融合等技术提出了改进思路。本文还讨论了透明性、抗合谋性等系统要求以及所采用虚拟币应当满足的属性,包括不可伪造性、不可重用性、一致性、不可区分性、可认证性等。最后本文分析了方案4P_VES中的虚拟币特性与系统属性,提出攻击模型,并基于相关密码学假设进行安全性证明。然后,评估了4P_VES的效率,并比较不同实现方案之间的差异,分析并讨论了4P_VES的可行性与优势。通过理论证明与实验仿真,本文所述方案是可靠、高效的,增强了虚拟交易系统的透明性与独立性,同时也是切实可行的。