目前,云存储已成为企业级用户存储和共享数据最优的选择。云存储可以帮助用户存储或备份大量数据,即使对于非计算机专业的用户来说,也可以方便地管理数据。在当今的信息时代,农业发展也在向互联网、大数据和云计算靠拢。农业实验与生产过程中,源源不断的产生大量数据,最有效的存储方案是将这些数据存储在云端,当需要使用这些数据时再下载到本地使用。然而,在农业信息化的发展中,保护信息的重要性并没有引起人们的注意。农业活动与人类饮食健康存在密切关系,因此,农业活动中产生的数据有极大的价值。当用户使用云存储来管理农业实践过程中产生的这些数据时如何保护这些数据的隐私性成为了需要考虑的重要问题。保护数据隐私的最佳方式是在上传数据前将数据加密。然而,加密使得能够在明文上进行的某些有用操作失效,例如搜索数据。使用公钥可搜索加密（PEKS）是一种有效的解决方案,然而,现有的PEKS中仍存在诸多问题。本文围绕PEKS展开研究,主要包括以下三方面工作。首先,已有的PEKS受到公钥基础设施中复杂的密钥管理问题的困扰。PEKS在基于身份密码学中对应的概念（IBEKS）解决了这个缺点,随之而来的是,几乎所有的IBEKS方案都无法抵御内部敌手离线关键词猜测攻击。本文出了一种名为指定测试服务器的基于身份认证可搜索加密（d IBAEKS）的新概念。在d IBAEKS中,数据发送者在加密时需要对消息进行认证,以此使得包括服务器在内的任何敌手均不能实施离线关键字猜测攻击。此外,为了加强安全性要求,在d IBAEKS中,只有指定的服务器才能搜索接收者的加密关键字。本文给出了d IBAEKS的正式定义及其安全模型,以及分别使用Type-I和Type-III双线性映射的两个具体的d IBAEKS方案。本文将d IBAEKS方案与现有的几个IBEKS方案进行了对比,d IBAEKS方案拥有与这些方案相近的计算效率,且具有更强的安全保障、更好地保护用户隐私。其次,为了支持在不同的农业研究机构的重要农业数据上更好地开展研究,本文出了另一种名为支持灵活授权的基于身份加密等值测试（IBEET-FA）的新概念。它支持测试在不同密钥下加密的两个密文是否封装相同的明文,同时支持对测试的细粒度授权。由于基于密文的等值测试的性质,被授权用户可以直接搜索不同用户的密文,高了用户之间秘密数据共享的效率。此外,IBEET-FA不会遇到传统公钥基础设施中对应的复杂密钥管理问题。本文出了一个IBEET-FA具体方案,并基于简单的数学假设证明其是安全的。实验结果表明,IBEET-FA方案是高效的,可以满足各种类型的加密数据搜索。最后,在企业中,员工组成了一种多层结构,更高层的员工有权监控下层员工的数据,以检查这些员工是否违反了规定。然而,在现有的PEKS方案中,要实现该监控功能,则监控者必须被发送者前授权,若该发送者未授权除接受者意外的其他用户搜索数据,则监控者无法搜索任何发送给接受者的数据。为解决此问题,本文出了一种基于PEKS的新概念,名为层级可搜索加密（HPEKS）。利用公钥树（PKTree）和基于双线性映射的PEKS方案,本文给出了一种半通用的HPEKS方案和一个具体的HPEKS方案,并根据安全性定义证明其安全性。为了更好地适应企业内秘密数据共享的场景,本文给出了一种HPEKS的改进方案（用d DHPEKS表示）,其具有更强的安全性,并集成了公钥加密和对称密钥加密。在随机预言模型中的安全定义下,d DHPEKS方案被证明是安全的。另外,在面对外部离线关键字猜测攻击时该方案仍能保持安全性。理论分析和具体实验表明,与现有的PEKS方案相比,d DHPEKS方案具有相近的运行开销。