随着互联网的高速发展,网络中的数据安全及隐私保护问题日益严峻。因此,如何保证网络中的数据安全及隐私保护问题成为重要的研究课题。针对此问题,本文提出一种基于身份的线性同态密码系统,该密码系统由身份基线性同态加密方案和线性同态签名方案组成,共用系统参数,节约了存储代价。身份基线性同态加密方案用于对数据的身份基加密以及用于对密文数据的线性计算,线性同态签名方案用于聚合签名,以保证密文的完整性。电子投票是以密码学知识为基础,通过网络技术以及电子设备实现投票功能。电子投票因其操作方便、节约资源等特性,越来越多的应用到实际当中。如何保证投票过程中的隐私性、匿名性、完整性和安全性等成为一个值得关注的问题。针对这些问题,本文在基于身份的线性同态密码系统上并结合区块链技术实现了一个电子投票系统。针对电子投票中隐私性、匿名性以及完整性等问题,引入了基于身份的线性同态密码系统,使用身份基线性同态加密方案对得票结果进行加密并且对加密得票结果进行线性同态计算,可以有效解决计票过程中的隐私性和公平性问题;使用线性同态签名方案可以将多个投票区域中心的签名聚合成一个签名,从而减少签名计算代价和验证代价并且保证了投票结果的完整性。区块链技术是一种去中心化、去信任化的分布式数据库技术方案,它具有安全可靠、不可篡改、匿名等特点。其去中心化、分布式的网络结构保证了网络的透明性,也防止了恶意投票或篡改投票、欺骗选票的作弊行为,其匿名性特点可以隐藏投票者个人信息,保护个人隐私。智能电网作为下一代电网的发展模式,结合了传统电网和信息与控制技术,允许电力流与信息流分散双向传输,并能进行可靠有效的响应。智能电表作为智能电网的智能终端,具有数据保护、电量显示、低功耗、防盗等功能。在智能电网中,由于地理位置、自然灾害等问题而存在的智能电表叫做孤立智能电表。智能电网中存在着数据安全与隐私保护问题,而这种孤立电表用户的数据和隐私同样值得保护。因此,本文在基于身份的线性同态密码系统上设计了一个孤立智能电表测量协议用以解决孤立电表用户的数据安全与隐私保护问题。本文主要研究基于身份的线性同态密码系统及其两个应用。主要工作如下:1)提出了一个基于身份的线性同态密码系统并给出具体算法以及安全性证明。2)分析电子投票存在的问题,结合区块链技术实现了一个基于身份的线性同态密码电子投票系统。3)分析智能电网的特点和现状,针对孤立智能电表设计了一个基于身份的孤立智能电表测量协议,该协议包含一个基于身份的线性同态加密方案和线性同态签名方案,并针对几种攻击提出了安全性分析。