由于网络环境不同以及密码技术的快速发展,通信网络所使用的密码系统会有所不同。如何保证使用不同密码系统网络之间的安全通信是信息安全领域一个研究热点。异构密码方案是不同密码系统网络之间的安全通信关键技术。本文是对异构密码算法的研究与设计,主要工作如下:1.基于环上带错学习(R-LWE)和非齐次小整数解(ISIS)困难问题,在NTRU格上设计了从PKI公钥密码体制到身份公钥密码体制的异构签密方案(TPKI-to-IDPKC),并在随机预言机模式下证明了方案的安全性。方案解决了从PKI公钥密码体制到身份密码体制之间的安全通信问题,且能有效的抵抗量子攻击,与现有的格上异构签密方案相比密钥更小,效率更高。2.基于格上两个重要的困难问题:一个是R-LWE另一个是ISIS,在NTRU格上设计了首个从无证书公钥密码体制到PKI公钥密码体制的异构签密方案(CLPKC-to-TPKI),并在随机预言机模式下证明了方案的安全性。方案解决了从无证书公钥密码体制到PKI密码体制之间的安全通信问题,具有抗量计算攻击的属性,与传统的“先签名后加密”的方案相比,减少了通信量,通信效率提高了百分之五十。3.根据国密SM2算法和RSA算法,设计了一个可证安全的SM2-to-RSA异构签密方案。该方案与传统的“先签名后加密”方法相比较该方案节通信成本降低了,通信效率更加高效,为国密算法与国际算法的接轨做出一次探索。