该文以不可跟踪的离线电子支付系统作为研究对象,致力于研究适合大规模应用的、高效的、安全的离线电子支付技术,设计和实现更接近于传统货币使用功能的离线电子支付系统,为电子支付系统的大规模应用进行有益的探索.论文的研究工作包括:(一)分析和研究电子支付以及电子现金的特征、模型和要求,以及国内外电子支付技术研究和发展的现状;(二)研究对称密码加密体制,重点是对称密钥管理技术;研究智能卡安全技术及其应用体制;(三)研究电子支付的关键技术,包括公钥加密体制、公开密钥基础设施以及知识证明、身份识别、数字签名等密码协议,重点研究群盲签名以及知识签名协议,并在此基础上,根据电子支付的具体应用环境以及所采用的密码体制的不同,设计高效、安全的离线电子支付系统.论文所取得的主要研究成果是:1)基于对称密钥密码体制,采用分级模式,设计和实现了一种通用的分布式多应用的智能卡离线电子支付系统,并成功将其投入实际运营.两年多的正常运行表明该系统是安全的、可靠的.2)针对电子货币的可转移性,利用基于身份的签名技术和公钥证书服务功能,提出了一种新的电子支付模式-离线直接支付模式,以模拟传统货币的直接交易功能,并设计了一种安全的实现方案,扩大了电子支付的应用范围.3)将电子货币的可分性和可接受性结合在一起,利用身份嵌入技术的间接论述证明思想,结合限制性群盲签名技术和知识签名技术,采用对电子货币金额进行明文嵌入与签名验证的方式,设计了一种多银行模式下的可分的、公正的离线电子支付系统.通过引入防篡改的硬件设施,提出了三种有效的预防违法支付行为的实现方案,以满足不同的安全要求和应用场合.4)基于椭圆曲线离散对数问题的难解性,将知识签名和群盲签名的思想推广到椭圆曲线循环群上,提出了一种新的基于椭圆曲线的限制性群盲签名方案;并在此基础上,设计了一种安全高效的多银行模式的离线电子现金系统,进一步提高离线电子支付系统的安全性和使用效率.