近年来,区块链技术方兴未艾。它不仅为人类金融货币体系提供了新的思路,也为密码学的研究开辟了新的领域。目前,最流行的区块链应用是密码货币。密码货币是一种去中心化的货币体系,它不依赖于任何中心机构,人人皆可参与。正如其名,密码货币的交易协议往往由特定的密码学工具构造。环签名就是一种常用的区块链密码货币交易协议构造工具。它为区块链中的交易提供了充分的匿名性,保证了用户的身份不被第三方识别。在以环签名为基础所设计的区块链密码货币交易协议中,环签名不仅影响交易协议的安全性,其效率同样是密码货币交易性能的重要参考标准。为了提高区块链密码货币交易协议的效率,降低交易费用,本文主要对环签名的构造方法进行探索。本文的主要内容和研究成果包括:(1)对标准模型上的环签名方案MS17进行研究,针对它所使用的非交互零知识论证的独立性,提出一种新的非交互零知识论证协议。新协议的计算速度相对于原协议提高了将近一半,论证长度缩小了将近一半。基于这种非交互零知识论证协议,设计一种标准模型下的紧凑环签名方案,其效率显著高于MS17方案。(2)对内积论证协议BBB18进行研究,定义一种新的知识论证,称为“和论证”。在内积论证协议BBB18的基础上提出一种和论证协议。进一步的,提出一种新的关联环签名构造方法,它可以与和论证协议有机结合起来,使签名达到对数级别的通信复杂度。与经典的关联环签名方案相比,本文提出的方案在签名大小和签名速度方面远远领先。(3)对区块链上的机密交易协议和环机密交易协议进行研究。首先基于上述关联环签名方案设计一种金额公开的区块链密码货币交易协议。然后利用Schnorr签名将这种金额公开的密码货币交易协议与机密交易协议中的相关参数进行绑定,得到一种新的环机密交易协议RingCT 3.0,利用Rust编程语言对区块链上的各类基于环签名的密码货币交易协议进行实验仿真,对比它们的效率。结果显示新协议在环的大小足够大的情况下(1024)可以节约97%的空间。本文不但在学术上提出了效率更高的环签名方案,还将其应用于区块链密码货币交易协议中,解决了现实问题。