基于属性的数字签名体制能够细粒度地划分身份特征，其身份被看作是一系列属性特征的集合，只有满足特定属性或某种特定访问控制结构的签名者才可以进行有效的签名。基于属性的数字签名体制因在强调匿名性身份和分布式网络系统方面的应用有着基于身份的密码体制无法比拟的优势，且其应用更为直观、灵活、广泛，而引起学者的广泛关注，目前已成为公钥密码学研究领域的一个热点。本文主要着眼于设计安全可靠、实用的基于属性的签名方案，重点对基于属性签名方案的多属性授权机构、无可信中心授权机构、签名托管/委托及可证明安全等问题展开研究，具体如下：1．采用访问控制结构，设计一个多个属性授权机构的基于属性的签名方案。在方案中，用户的多个属性由不同的授权机构监管，要求多个属性授权机构之间不能互相通信，且由中心属性授权机构（CAA）统一管理。安全分析表明所提方案能够抵抗伪造性攻击和合谋攻击，并同时拥有保护签名者的私密信息和较高的签名效率的优势。2．采用全域属性参数，使用访问结构树对属性进行细粒度划分，设计出一个多个属性授权机构的基于属性签名方案。同时，系统地证明方案的安全性归约为计算Diffie-Hellman问题，若计算Diffie-Hellman问题假设成立，则方案能够抵抗伪造性攻击及抗合谋攻击。3．为解决多个属性授权机构不能互相通信,且需要有一个中心属性授权机构（CAA）来管理的约束，设计了一个不需要可信中心属性授权机构的多个属性授权机构签名方案。方案中，将中心属性授权机构移除，使多个属性授权机构体制的安全性不再受可信中心属性授权机构的约束，从而提高了系统的安全性和实用性，同时给出方案的安全性证明。4．为解决基于属性的签名体制的密钥托管问题，提出不需要可信属性授权机构（AA）的方案。在方案中，由属性授权机构（AA）和用户共同产生签名私钥，从而保证属性授权机构（AA）无法冒充用户签名，能有效保证系统的安全。同时定义相应的安全模型，并证明该方案的安全归约为计算Diffie-Hellman问题。5．为解决基于属性签名体制中签名权利委托的问题，设计一种基于属性的代理签名方案，原始签名者将签名权利委托给具有一组属性特征的代理签名人。经分析表明，所设计的方案满足可区分性、可验证性、强不可伪造性、强可识别性、强不可否认性、抗滥用性及抗合谋攻击的安全性。6．进一步研究基于身份的代理签名体制，设计一种可证明安全的基于属性的代理签名方案。同时，定义了基于属性的代理签名的安全模型，给出方案完整的证明过程，证明该方案的安全归约为计算Diffie-Hellman问题。