随着信息化和数字化的发展,人们对数据安全有了越来越高的要求。随着跨平台操作越来越频繁,同构密码系统已经难以满足人们的需要。因此,异构密码系统的研究已经成为当前密码学研究者的主要方向之一。签密体制实现了加密和数字签名的功能,保证了信息通信过程中的机密性和不可伪造性,现有的大多数签密方案只考虑同类公钥密码系统之间的安全通信问题。现实生活中,不同的计算机和通信系统可能采取不同的公钥密码系统,有的采用传统的公钥密码系统(TPKC),有的采用基于身份的公钥密码系统(IDPKC),有的采用无证书公钥密码系统(CLPKC),因此,需要研究支持异构通信的签密体制。本文主要从以下三方面进行研究,具体如下:(1)提出了一个改进的IDPKC→TPKC异构签密方案。该方案与现有同类方案相比,运算效率有了一定的提高。运行签密和解签密算法时,仅需要1个双线性对运算;并且在随机预言模型下,证明该方案满足机密性和不可伪造性。(2)提出了一个高效的CLPKC→TPKC异构签密方案。该方案与现有同类方案相比,在运行签密算法时仅需要一个幂运算,在运行解签密算法的时候仅分别需要一个对运算和幂运算,效率有了较大的提高。同时,在随机预言模型下,该方案也满足通信过程中的机密性和不可伪造性。(3)提出了一个匿名的IDPKC→TPKC异构签密方案。该方案与现有其他方案相比,在运行签密算法仅需要一个幂运算,在运行解签密算法的时候仅需要一个对运算和幂运算,效率有了较大的提高。在随机预言模型下,证明该方案满足机密性和不可伪造性;同时该方案满足密文的匿名性,有效保护了接收方与发送方的隐私。方案中IDPKC和TPKC公钥密码系统中应用了不同的系统参数,从而更加有效的模拟了实际的应用场景。