随着Internet的快速发展,电子商务作为一种新的商务模式吸引了越来越多的注意力,已经有越来越多的商家和个人借助于公共网络,如Internet或开放式计算机网络进行网上交易,快速有效的使各种商务活动过程电子化、网络化、直接化。电子支付是电子商务的核心和关键环节,因此,构建安全、高效的电子支付系统对于电子商务的发展有着极其重要的理论和实际意义。电子现金作为一种新兴的电子支付方式较之现有的信用卡、电子支票等形式具有匿名性、离线可用性、可转移性等不可比拟的优势,也更能适应未来电子支付的需要。数字签名技术是网络安全的重要手段之一,它可以保证信息完整性、鉴别发送者的身份真实性与不可否认性;数字签名是当前网络安全领域的研究热点。论文重点研究如何将现代密码学技术——数字签名技术应用到电子现金系统中。本文的主要研究工作包括:(1)介绍了数字签名的基本特性、分类、两类密码体制的数字签名和公钥密码体制的基本概念。特殊数字签名技术是电子现金应用的关键技术之一,综合介绍了群签名、盲签名、群盲签名、前向安全签名、代理签名等几种有代表性的特殊签名及其发展现状,指出了它们在电子现金中的应用情况。(2)本文综述了电子现金的国内外研究现状,讨论了电子现金系统涉及的密码技术。(3)基于一个前向安全签名算法,结合成员撤销的思想,构造了一个成员可撤销的前向安全电子货币系统。可以有效的识别重复花费,降低了密钥泄露的危害性,实现了用户群组的增加和撤销,并且能够保证被撤销用户的身份标记具有前向安全性。(4)基于一个新的前向安全的ACJT群签名方案,设计了一个安全高效的多银行电子现金系统。该系统具有可撤销匿名性,可以有效的识别重复花费,能够防止不法用户的敲诈行为,还可以防止用户对电子现金的金额进行篡改,因此具有较高的安全性。(5)为了实现安全的电子支付,基于代理签名方案和Brands电子现金系统,设计了一种新的多银行电子现金系统。在正常情况下,合法用户的匿名性得到保护,在特殊情况(如法律强制要求)下,发币银行在中央银行的帮助下,可以撤销用户的匿名性。