随着Internet的普及应用和信息技术的迅速发展，电子商务作为现代经济活动的主要形式之一，越来越受到国家、政府和企业的重视，人们对电子商务中交易安全性和公平性的要求也越来越高。公平电子支付协议是电子商务的核心基础，如何设计出安全高效的公平电子支付协议成为亟待解决的问题。本文首先介绍了电子商务和公平交换的基本概念及其安全特性，深入研究了公平交换协议的设计原则，介绍了电子支付系统和分析了电子支付系统的安全性要求；其次介绍了无证书数字签名，深入分析了无证书数字签名的安全模型，针对现有的电子支票支付手段，基于无证书同时生效签名提出了一种新的安全高效的公平电子支付协议，使数字产品的购买与支付具备同时生效性，适用于网络环境下的数字产品购买；最后，分析研究了ASW和Jianying Zhou提出的认证邮件协议，指出协议中存在的不足之处，并进行了协议改进。