一直以来,密码学者主要集中在通常环境下的密码方案的研究。不仅包括一些经典的加密算法,例如RSA算法,El Gamal算法,而且衍生出许多具有特殊性质和功能的加密方案,例如基于身份加密,属性加密,广播加密,门限加密,代理重加密,功能加密和消息锁定加密等,这些工作无论对于密码学的理论研究还是技术应用都具有很重要的意义。但是,随着研究的逐渐深入和密码技术的广泛应用,人们渐渐发现,以前研究的加密方案和相应的安全定义在相异环境下并不适用。因此,研究并设计功能更强、安全性更高和效率更好的不同环境下的加密方案更有实际意义和应用价值。本文将针对下面几种不同环境下的加密方案进行研究。·提出了一个新的随机化消息锁定加密原型(简称MLE3),并为其定义了相应的安全模型。新的原型事实上是Bellare等人提出的随机化消息锁定加密方案(Eurocrypt’13)的一个变种。为阻止平凡攻击,该原型允许一个半可信服务器持有一个公钥加密方案的私钥来验证标记的正确性。新的安全模型,隐私选择分布攻击3(简称PRV-CDA3)要求一个不可预测明文的加密和一个从密文空间随机选取的等长的密文计算不可区分。而Bellare等人提出的PRV-CDA安全模型(Eurocrypt’13)则要求任意两个不可预测明文的加密计算不可区分。按照强弱,PRV-CDA3强于PRV-CDA。在新的原型下,利用Bellare等人提出的UCE技术(Crypto’13),提出了一个新的在标准模型下可证明安全的、同时满足PRV-CDA3和STC安全的随机化消息锁定加密方案。另外,我们的方案还为密文提供了有效性测试算法。和现有的标准模型下可证明安全的随机化消息锁定加密方案相比,本方案是第一个提供了完整构造和完整可证明安全、且满足PRV-CDA3和STC安全的随机化消息锁定加密方案。·现有的面向随机函数的抵抗选择密文攻击(简称CCA)安全的公钥功能加密是由Goyal等人(TCC’15)提出来的,该方案依赖于非交互证据不可区分系统(简称NIWI)和数字签名(简称DS)等构件。我们提出了一个陷门哈希证明系统,并利用它构造了一个新的不依赖NIWI和DS的面向随机函数的公钥功能加密方案。假设不同输入模糊器(简称DIO)存在,方案在仿真安全模型下不仅具有CCA安全性,而且能够抵抗随机数相关攻击(简称RRA)和主密钥泄露攻击(简称LR)。作为另一个贡献,我们还提供了一个面向确定性函数的不可区分模型下可证明LR-RRA-CCA安全的公钥功能加密方案。·提出了功能广播加密的概念,并给出了两个简单的构造。第一个是基于穿刺伪随机函数(简称穿刺PRF)、伪随机发生器(简称PRG)和不可区分模糊器(简称IO)等假设实现的功能私钥广播加密方案,第二个是基于穿刺伪随机函数(简称穿刺PRF)和IO等假设实现的功能私钥广播加密方案。在我们定义的安全模型下,证明了两个构造都达到了适应性不可区分选择明文攻击安全性(简称适应性IND-CPA)和非适应性不可区分选择密文攻击安全性(简称非适应性IND-CCA)。这些结果表明了仅基于单向哈希函数和IO,存在高效的、适应性IND-CPA安全和非适应性IND-CCA安全的功能广播加密的简单构造。进一步,我们还证实了这两个方案都获得了短的密文和短的功能私钥。·选择打开攻击(简称SOA)安全概念(FOCS’99)是由Dwork等人在多用户环境下提出的一种安全模型。大致地说,一个加密方案是SOA安全的,如果一个敌手获得一个密文向量后,允许适应性地打开部分密文加密的明文和随机数,那么未打开密文加密的明文和随机数仍然是安全的。设计和证明SOA安全的加密方案一直是一件极具挑战性的任务。本文,我们首次对SOA安全的无证书加密进行研究,并给出了形式化定义和具体的构造,在随机预言模型下基于一次签名方案和计算diffie-hellman假设(简称CDH假设)证明了它是SIM-SO-CPA安全的。和先前的SIM-SO-CPA安全的公钥加密和身份加密相比,我们的方案具有免证书管理和密钥托管的性质。