随着计算机和互联网技术的迅速发展,信息安全问题日益突出。数字签名技术,因其能提供消息的完整性、认证性和不可否认性,从而被广泛地应用于军事、通信、电子商务和电子政务等领域。经典的数字签名方案大多是基于大因子分解、离散对数等数学难题。随着人类计算能力的不断提高以及Shor大数质因子分解等量子并行算法的提出,基于计算复杂性的密码算法的安全性受到严峻挑战。在这个背景下国内外学者将目光投向了量子密码学。量子密码学是密码学和量子力学相结合的产物,其安全性由量子力学基本原理保证,与攻击者计算能力无关,可以达到无条件的安全性。国内外学者对量子密码展开了研究,不断地开发出量子密码各个分支。在量子密码众多分支中,量子密钥分发研究最为成熟。此外,国内外学者也对量子秘密共享、量子安全直接通信等方面进行了深入研究并取得了丰硕成果。研究表明,量子密码很可能成为下一代密码技术的重要力量。作为量子密码重要分支的量子签名也吸引着越来越多专家、学者的研究,并且取得了丰硕的成果。相比W态和GHZ态,cluster态纠缠保持能力强。鉴于此,本文研究了基于cluster态的量子签名,主要取得了以下成果:(1)在仲裁量子签名方面,提出了一种基于cluster态的仲裁量子签名方案。协议中的cluster态不仅可以用于量子密钥分发,也可用于量子签名。并且仲裁量子签名方案的效率达到了100%。安全分析表明,提出的方案可以满足仲裁签名的不可伪造性和不可否认性的安全需求。(2)基于星型cluster态,提出了一种理论上可扩展的量子签名方案。理论上可扩展到多个参与者。而且它没有认证的量子信道、长期的量子存储等需求。最后对所提出的协议进行了抗否认和抗伪造性安全性分析。(3)在量子盲签名方面,提出了基于cluster态的量子盲签名方案,消息拥有者首先对消息进行盲化,然后签名者进行签名。安全分析表明,提出的方案满足盲签名的盲性、不可否认性、不可伪造性等特性。