密码技术在维护信息的完整性、不可否认性、机密性及认证方面发挥着至关重要的作用,是保障信息安全的核心技术之一。我国强调密码技术的自主可控,商用密码技术必须加强自主创新。2017年,由我国国家密码管理局发布的《SM9标识密码算法》被国际标准化组织（ISO）采纳。随着国密SM9算法在国内外的认可不断提升,其在将来一定会在各个领域进行大规模应用。但从目前来看,国内外对于SM9标识密码算法的研究还处于起步阶段。数字签名作为功能强大的一类密码技术在推进SM9标识密码算法应用的过程中扮演重要角色。本文以SM9数字签名算法为基础,以身份认证、代理签名和代理签密技术为支撑,设计了针对不同问题场景的解决方案并对其进行实现。本文主要的工作如下:第一,针对网络通信中存在身份鉴别的需求,本文改进了马春波等人提出的身份认证模型,解决了原协议易受恶意验证者发起的选择文本攻击的问题,基于SM9数字签名算法,设计了SM9双向身份认证协议。第二,针对数字签名中对签名权限转让的需求,目前还未出现对SM9数字签名算法进行代理签名设计的方案,本文采用授权信息产生的方法,将代理签名思想应用到SM9数字签名算法中,设计了 SM9代理签名方案。第三,针对数字签名算法在机密性方面缺失的问题,在本文给出的SM9代理签名方案基础上结合SM9密钥封装机制设计了 SM9代理签密方案,使得代理签名可以保密传输。最后在Negalign等人的云数据共享场景下,本文将SM9代理签密方案和SM9身份认证协议进行结合对系统设计,使得系统具有代理签密和身份认证两个功能。本文给出上述方案的详细流程,并通过设计实验验证可行性。通过将本文方案结合得到的SM9安全云数据共享方案满足信息安全对机密性、真实性、完整性和不可否认性的需求。