量子签名的构造和安全分析依托于量子力学的相关基本原理,如非正交态的不可有效区分性和不可克隆原理。从理论上而言,量子签名可以应对量子计算机的攻击。仲裁量子签名(AQS)协议中引入仲裁者参与签名的生成和验证,在很大程度上提高了量子签名的实用性和有效性。本文对近些年来经典的仲裁量子签名进行了总结和安全性分析,并提出了一些改进方案,相关改进方案克服了原有方案的一些安全漏洞,并在效率和实用性方面有所提高。另外,本文也提出一种新型的安全高效的基于单光子和单向函数的无纠缠态AQS协议。具体工作有以下三个方面:(1)对Jiang等人的多重签名AQS协议进行安全性分析,在伪造攻击和扩展攻击下讨论了其安全性。并在此基础上,给出一个改进方案。改进的方案可以抵抗伪造攻击和否认攻击。并且,仲裁者无需完全可信。即仲裁者虽然掌握着签名者的密钥,但其无法伪造签名,故仲裁者可为半可信的。(2)对基于非正交量子态不可完全区分的AQS协议进行了安全性分析,发现其不可抵抗伪造攻击和否认攻击。为此,本文提出一种新的基于张量积状态的AQS协议,克服已有的安全漏洞,使得方案更加安全和高效。(3)针对纠缠态制备起来相对困难,影响签名方案效率的问题,本文提出一种新型的基于单光子和单向函数的无纠缠态AQS协议。在协议中,签名者和验证者在签署消息前无需执行密钥分发协议,签名者使用他的私钥和单向函数在经典消息上生成量子签名,仲裁者通过经典的未加密信道与签名者通信。另一方面,在协议中避免使用纠缠态,使得该方案比类似方案更加实用和高效。