密码学一直是信息安全中最重要的基础,信息安全中所有的理论和实践都建立在密码学上。随着信息时代的来临,密码学作为保护信息安全的重要工具,得到了飞速的发展。在对称密码体制中,发展出了广为人知的DES对称加密算法和AES对称加密算法等算法,而非对称密码体制中,则发展出了RSA算法、Elgmal算法以及ECC算法等算法。在20世纪90年代,Shor P.提出了量子攻击,原本在攻击RSA算法、Elgamal算法以及ECC算法时需要指数时间,现在只需要多项式时间就能达到了,这对于传统公钥密码体制无疑是一个毁天灭地的打击。庆幸的是还没有一台理想计算能力的量子计算机诞生。然而在2016年,随着世界上首颗量子科学实验卫星“量子号”的成功发射升空,象征着量子计算机技术的飞速发展,意味着量子计算机技术即将迈向成熟,保护信息的安全需要一套抗量子攻击的密码方案。多变量公钥密码体制(Multivariate Public Key Cryptosystems,MPKC)是一种能够有效对抗量子攻击的非对称密码体制,早在20世纪80年代就有人提出来了。MPKC在数学的角度上来说,就是在求解基于有限域的非线性多变量方程组。在1999年,非平衡油醋签名方案(Unbalance Oil-Vinegar,UOV)首次被提出,时至今日仍然是MPKC中研究的热门。然而,这些年中,对UOV的研究更多地只是停留在理论上,而导致在具体实现时效果远差于理想。本文针对(31)域UOV签名算法进行具体实现,并对其数据结构和底层的运算进行优化,然后进行向量化编程优化。最后本文再将优化的结果与广为在研究上使用的NTL库(31)域UOV签名算法以及openSSL的RSA签名算法做对比,对比结果可以得知经过优化数据结构和底层运算的(31)域的UOV签名算法性能上全方位超越NTL库实现的方案,而且在签名和验证效率上也比openSSL-RSA表现出色。