无证书密码体制与签名和签密相结合所提出的无证书签名、无证书签密方案在信息传输过程中提供信息的认证以及加密认证等功能,继承了基于身份密码体制无需使用公钥证书的特点,又对其密钥托管问题进行改进,广泛地应用到电子支付、密钥管理、智能电网等领域。目前,无证书签名、签密方案还存在一些设计不足,无法满足安全性要求,计算效率不高等问题,其方案的改进过程已成为该领域研究的热点和难点。针对上述问题,分别提出改进的无证书签名和无证书签密方案。其中改进的无证书签名方案将用户公钥与哈希函数绑定,同时增加对签名参数和发送者公钥的验证,避免用户随意伪造虚假的签名,实现抵抗公钥替换攻击和一般用户的伪造性攻击;改进的无证书签密方案不进行双线性对运算,一定程度上提高了计算效率,利用哈希函数与用户身份绑定以及公钥与私钥相结合生成新密钥的方法对方案进行构造,增强方案的安全性。在随机预言模型下基于离散对数问题证明改进的无证书签名方案的不可伪造性,基于计算椭圆曲线上的离散对数问题证明改进的无证书签密方案的机密性和不可伪造性。通过安全性和计算效率综合评价指标与已往方案进行对比分析,本文所提出的方案在保证正确性、机密性和不可伪造性的同时,效率均有所提升。该论文有图9幅,表5个,参考文献66篇。