电子支付是电子商务的核心,直接影响到电子商务的发展速度和范围。目前已有的电子支付方式中,电子现金是一种新兴的,极具潜力的支付方式。电子现金具有现实货币的特性,具有匿名性,离线性,不可追踪性等特点,为了更好的模拟现实货币,还具有可分性、不可连接性等特点。因此,设计安全高效的可分电子现金协议,在保证交易双方的自由和隐私的条件下提高协议的效率成为本文研究的重点。首先,针对现有可直接计算可分电子现金系统在现实中很难构建,而且计算量较大的问题,本文将椭圆曲线密码体制与可直接计算方法相结合,设计一个更高效的离线可分电子现金协议。同时为电子现金加入有效期,减轻银行的数据库负担。本协议基于有限域上的椭圆曲线,在现实中易于构建,具有更高的效率和实用性。文中在给出协议的详细描述之后,对协议的效率和安全性进行了分析与证明。其次,针对遵循二叉树花费原则的可分电子现金协议中一棵二叉树的结点不能都被花费的问题,本文引入了二叉树路径来表示电子现金,利用椭圆曲线密码体制,构建了一个基于二叉树路径表示的电子现金协议。本协议把所花费的二叉树结点的路径嵌入花费信息中,使每个花费具有唯一性,从而使二叉树的每个结点都可以花费,减少计算量,提高效率。最后,对基于ECC的可直接计算的可分电子现金协议进行了实验验证,利用Visual Studio 2008开发环境,设计开发了一个基于ECC的高效可分电子现金原型系统,模拟实现了协议的基本功能。