“数字签名”的思想是W. Diffie与M. Hellman在他们的开创性论文“密码学的新方向”中首先提出的。研究者之所以提出数字签名方案,就是为了使个人或组织能“数字地”对某份数字文件签名。随着网络的发展和信息系统的广泛使用,电子政务、电子商务甚至日常生活都大量要求对数字文件进行各种处理,数字签名作为手写签名在数字文件中的合法对应物必将被广泛应用。随着研究的逐步深入,许多著名的数字签名方案得以提出,如RSA,ElGamal,DSS等。但在某些应用中,很有必要为普通数字签名方案增加某些额外的特性。于是出现了许多特殊类型的数字签名方案,我们称这些方案为具有特性的数字签名方案。本文的主要工作就是围绕这些具有特性的方案的理论与应用而展开的。 自1991年群签名的概念由D. Chaum与E. Heyst提出以来,群签名因其显著的特性引起人们的广泛关注。许多群签名方案及基于群签名方案的密码协议被提出。但是,群签名方案的效率是一个棘手问题。为使群签名同时具有匿名性与可追踪性(发生争议时可打开),群签名的执行效率往往比较低下。因此,群签名方案的效率分析便成为一个令人感兴趣的问题。本文对几个典型群签名方案进行了效率分析。结果显示,G. Ateniese等人在CRYPTO’2000上提出的群签名方案具有较为优越的效率与安全特性,以该方案为基础构造各种密码协议可能会达到较好性能。 多群签名方案是对普通群签名方案的一种推广。如何构造安全、高效的多群签名到目前为止还是一个未解决的问题。在G. Ateniese和G. Tsudik的多群签名方案中,主要缺陷是使用了低效的基于两个双重离散对数相等的知识签名协议。为此,提出了两个改进方案,新方案的构造过程使用了更为高效的知识签名协议。新方案的安全性在随机语言模型下得到了较为充分的分析。而且,使用了具体参数将新方案与原始方案进行了执行效率的比较。另外,还提出一个子群签名方案,该方案是对G. Ateniese和G. Tsudik的子群签名方案的改进。可以证明几个新方案都具有更好的安全性、有效性和实用性。 电子拍卖是一种新兴的电子商务形式。最近,在互联网上已经出现了多种形式的电子拍卖服务。由于群签名方案使得群体成员可以匿名地被确信属于该群体并进行签名,同时这种签名方案具备如匿名性、无关联性、可追踪性、抵抗联合攻击、陷害攻击等诸多特殊性质,许多文献都将群签名列为设计电子拍卖方案的一种有效工具。然而,在群签名方案中,群管理员拥有过大的特权,且不能提供有效的成员废除方法,因此现有的基于群签名的电子拍卖方案较少且不能令人满意。本文设计了一个新的基于群签名的电子拍卖方案,该方案对群管理员的权限