区块链是一门新兴技术,主要应用于数字货币领域、数字版权领域、物联网领域,医疗领域等,其中数字货币领域最典型的代表是比特币。区块链,简单的理解是将一定数量的交易信息打包成一个区块,每个区块都连着另一个区块,每个区块都会被盖上时间戳,每个新产生的区块严格按照时间顺序进行链接,形成不可逆的链条。传统区块链是为了保护用户隐私的前提下实现去中心化,然而学者们对区块链中地址关联交易之间的匿名性产生质疑。因此,如何提高区块链的匿名性已经成为数字货币研究领域的一个重要研究方向,目前普遍认为环签名是一个很好的解决方案。另外,目前区块链中已有的签名方案大多数是基于传统的数论难题。在量子计算机得到应用的前提下,传统的基于数论难题构建的签名方案将在多项式时间内被破解。因此,设计有效的抗量子攻击的签名方案成为亟需解决的问题。本文的主要工作是通过设计格上环签名方案,并进一步将格上环签名应用于区块链,来提高区块链系统中的匿名性,同时抵抗量子计算机的攻击,具体工作可分为以下几个部分:（1）基于多项式环上容错学习（Learing With Error over Rings,RLWE）难题的可链接环签名方案。针对目前格上环签名方案公钥尺寸较大及运算效率较低的问题,参照Groth等人的思想,利用RLWE同态承诺构造（50）-协议,并将其转化为可链接环签名方案。首先,通过分析同态承诺方案的安全模型,设计了基于RLWE难题的承诺方案,并分析了承诺方案的隐藏性、绑定性和同态性。然后,基于所提RLWE同态承诺方案,结合（50）-协议以及Fiat-Shamir转换技术,提出一个基于RLWE难题的可链接环签名方案。与同类格上环方案相比,在同等安全程度下,所提方案具有更高的计算效率和更低的存储需求。（2）一种改进的可链接环签名方案。目前大多数可链接环签名方案是基于RSA问题或者基于双线性对问题,在存储量和运算速度方面效率较低。我们在基于椭圆曲线上离散对数的签名方案的基础上,提出了一个可链接环签名方案,通过随机选择秘密参数构建标签添加可链接性,对于不同的消息和公钥集合,该方案可以检测出环签名是否为同一人所签。该方案满足无条件匿名性,且在随机预言模型下证明是安全的,与其他环签名方案相比,所提方案具有更高的效率。（3）一种基于格上可链接环签名的数字货币模型。将所提基于RLWE难题的可链接环签名引入基于区块链数字货币模型,利用环签名保护发送者的隐私,利用一次性目的地址保护接收者的隐私,该模型在满足不可追踪性和不可链接性的同时,能抵抗量子计算机攻击。