数字签名的概念,是由Rivest、Shamir和Adleman提出的.当一方("签名者")对某段消息签名以后,数字签名协议可以确保其他方("验证者")能够确认这个事实.数字签名不仅是密码学中一个非常重要的概念,它也是许多安全协议的重要组成构件.该论文研究了几种特殊的数字签名以及它们在信息及通信安全中的应用.首先,我们研究了两种多用户间的签名一环签名和多重签名.对环签名,我们统一了计算模数,使其能不经预处理就能在同一个域上进行运算.对于多重签名,为了满足各成员间不同的安全性要求,论文引入了带不同安全级别的方案.第四章则讨论了签名系统的同态性.可以看到,现有定义中同态签名系统的不可分辨性在大多数情况下是不必要的.因此,论文引入了严格同态与广义同态两个概念.在广义同态的定义中,剔除了针对同态签名系统的不可分辨性要求.Micali和Rivest在2002年提出了一种特殊的同态签名系统一传递性签名.传递性签名能够对传递性图的边进行签名.但是,Micali和Rivest以及后来对传递性签名的研究均只给出了针对无向图的传递性签名.怎样构造针对有向图的签名却作为公开问题遗留了下来.在第四章中,针对有向图,我们给出了满足广义同态性质的传递性签名系统.保证数据完整性是数字签名的一个重要应用.在第五章中,我们首先研究怎么用单向陷门hash函数构造在线/离线签名.现有的在线/离线签名在离线阶段均需要进行普通的签名运算.在新方案中,我们不仅提高了签名安全性,而且还去除了进行普通签名运算的要求.从而使签名效率提高了约一倍.基于新的在线/离线签名方案,我们构造了对实时数据流的认证协议,以确保数据流的完整性.