随着信息产业的快速发展，信息的交流规模、内容和手段都很大的进步。大型的计算机网络给人们的生活和工作带来了巨大的便利。然而，同时也使人们感到其后潜伏着的不安全因素。病毒，黑客，网络犯罪给网络用户造成的危害也越来越大。网络与信息安全的重要性不言而喻。因此，保密通信和信息安全越来越受到人们的重视。本文对信息安全的核心-密码技术-中密码算法与协议进行研究，设计并实现了具有自主知识产权的密码体制。本文的工作如下： 1．研究了传统公钥密码体制，设计并实现了基于Diffie Hellman判定问题，辅以Hash函数和公钥证书进行加密和解密，安全性可证明的概率型非对称密码系统。它比基本Cramer-Shoup体制具有更高的效率，且同样具有抵抗自适应选择密文攻击的能力。 2．在分析基本数字签名方法的基础上，设计并实现了基于离散对数困难问题(DLP)，辅以Hash函数和公钥证书进行签名和验证签名的数字签名方法。它在随机oracle模式下是安全的且签名方进行签名只需要一次指数运算一次模乘运算一次加法运算。在线计算量则只需一次乘法和一次加法，因而非常高效且适合智能卡的应用。 3．对身份认证方法进行分析，设计并实现了基于离散对数困难问题(DLP)，辅以Hash函数和公钥证书进行身份确认的身份认证方法。 4．在分析了密钥交换方法的基础上设计并实现了基于离散对数困难问题(DLP)和Diffie-Hellman密钥交换协议，辅以Hash函数和公钥证书，进行会话密钥交换方法。 5．在椭圆曲线上进行上述体制的设计与实现。 6．对中高级签名和认证技术进行研究，在分析了群签名，环签名和可否认签名的基础上，设计了可否认的认证方案。