在密码学的最新进展研究中,圆锥曲线密码学是密码学发展的一个新方向。在圆锥曲线群上的各项计算比椭圆曲线群上的更简单,在其上的编码和解码都很容易被执行。同时,还可以建立模n的圆锥曲线群,构造等价于大整数分解的密码。现在已经知道,圆锥曲线群上的离散对数问题在圆锥曲线的阶和椭圆曲线的阶相同的情况下,安全性不低于椭圆曲线。所以,圆锥曲线密码体制已成为密码学中的一个重要的研究内容。本文以圆锥曲线密码系统的实现算法和协议为研究重点。圆锥曲线密码学在二元域,有限域和剩余类环上都是可行的,本文主要研究基于有限域和剩余类环上的圆锥曲线密码系统,并对这两种域上的各种基本运算算法作了细致的探讨。文中改进了剩余类环上圆锥曲线的加法运算,降低了运算量。文中对基于圆锥曲线的双线性配对问题进行了研究,利用圆锥曲线构建双线性配对,在此基础上,将Zhang-Safavi-Naini-Susilo签名方案,Hess基于身份的签名方案,Cheng-Liu-Wang基于身份的签名方案,Libert-Quisquater签密方案,Chow-Yiu-Hui-Chow基于身份的签密方案应用到圆锥曲线密码系统中。这些方案的安全性都是基于双线性配对问题的几个难题。文中开发了一套基于环和有限域上圆锥曲线密码系统,在此基础上,按照Windows CSP的框架,将此系统和对称加密函数,哈希函数集成,构建了一个基础密码函数库,称为‘"CC-CSP"。