互联网正以前所未有的速度蓬勃发展,已经广泛渗透到人们工作生活的各个领域,但互联网给人们带来便利的同时,也存在许多安全隐患,如信息在公开信道中传输时可能会被攻击者非法截取或篡改等。数字签名方案能提供数据完整性验证、身份识别和防止抵赖发生等安全服务,是保障网络信息安全的重要手段。然而,随着大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链等新技术不断涌现,传统数字签名方案已不能满足新型网络环境的安全需求。针对传统数字签名方案存在的密钥管理和计算开销等问题,本文主要研究了无证书聚合签名方案和可撤销的基于身份签名方案。具体工作如下:(1)提出了一种抗合谋攻击的无证书聚合签名方案。该方案解决了基于身份密码体制中的密钥托管问题,并采用“批处理”和“压缩”技术,将多个签名聚合成一个短签名,大大降低了签名验证的计算开销和通信带宽。分析结果表明,该方案的抗合谋攻击依赖于哈希函数的抗碰撞性,聚合签名的正确性能保证所参与聚合的单个签名的合法性。(2)针对Yuan等人提出的无证书签名方案,给出了两类攻击算法。第一个多项式时间区分算法能以不可忽略的概率区分模拟签名与真实签名的概率分布,从而说明在该方案的安全性证明中模拟游戏和真实游戏是可区分的。第二个多项式时间算法能输出一个该方案的伪造签名,但挑战者无法利用伪造的签名求解所关联的数学难题。因此,该方案的安全性证明存在安全缺陷。(3)提出了一种面向物联网的基于身份可撤销签名方案。该方案将物联网中每个用户的签名密钥分割成两部分:长期的初始密钥和短期的更新密钥。可信的私钥生成中心负责生成用户的初始密钥,而由一个半可信云服务器周期性地生成用户的更新密钥。分析结果表明,该方案不仅具有高效的物联网用户身份撤销机制,而且可以确保物联网数据的真实性验证。此外,该方案在计算开销和通信开销方面优于已有的同类方案。