随着计算机网络的广泛的应用,数字信息已经成为当今社会信息沟通与交流的主要载体。如何更好的满足这些要求,成为了目前安全研究的重要课题。数字签名作为公钥密码体系的重要分支,在信息的传播过程中,为信息提供了安全性和认证等保障。本文重点对无证书数字签名和无证书聚合签名进行分析与研究。旨在构建一个更加安全的签名协议,从而实现更加安全的认证机制。无证书数字签名主要解决了密钥托管的问题,能够在无需证书的情况下,保证系统用户的公共秘钥是真实并有效的。以下是我们的主要研究成果:1.对王丽莎等人的无证书签名方案进行了两种攻击类的安全性能分析,我们根据之前分析的结果,提出了改进的安全的无证书签名方案。在改进的方案中,依然采用双线性映射,但是增加了部分私钥的复杂性,使得攻击者不能通过计算获取用户的短暂秘钥和秘密值。对改进的方案,我们主要针对公钥替换攻击、恶意的KGC攻击和ESL攻击进行了形影的安全性能的分析和证明。验证了改进的方案能够抵御以上攻击。2.提出了一个新的相对安全的无证书签名方案。该方案通过采用将用户的部分私钥进行封装,从而使得攻击者没有办法通过用户的签名信息来计算出用户的全部私钥信息。从而提高了协议安全的健壮性。能够提供很好的抵御ESL攻击的安全性能。并且我们还给出了该方案对于公钥替换攻击和恶意的KGC攻击的攻击手段的安全性证明。实现了更加安全稳定的签名协议。具有很好的应用价值。3.提出了一个新的无证书聚合签名方案。该方案通过将用户的部分私钥信息与用户生成的一部分签名信息进行统一的封装,使得生成的签名信息能够具有相同的固定长度。在验证时,可以直接通过聚合后的签名直接认证。同时,该方案通过这一步封装,能够实现抵御ESL攻击的安全性能。并分别针对两种攻击手段,提供了基于基于随机预言机模型的CDH问题假设的安全性证明。