随着网络科技的高速发展,信息的安全性承受着巨大的挑战,确保信息安全是全民开始关心的问题。实现安全通信的重要举措就是密码学技术,而签密是现代密码学的一个重要部分,与传统的先签名后加密相比,签密在计算效率和通信成本上优势明显。无证书公钥密码体制(简称CL-PKC)因为不仅减少证书管理的复杂操作,而且避免了基于身份密码体制(简称ID-PKC)的密钥托管缺陷,从而被广泛关注。将无证书密码体制与签密结合起来形成的无证书签密是现代密码学的研究热点。另外,近年来,因为在大规模分布式系统下的加密认证研究中引入了“域”,于是研究实现不同系统间的信息安全传输和跨域认证方案一下子就成为当今密码学研究的热点问题。基于签密和跨域,本文从无证书签密与异构签密方向研究,取得成果如下:(1)大多数的无证书签密方案需要进行双线性对运算,且不能用于跨域环境,本文提出一种高效的可用于跨域的无双线性对的无证书签密方案,并在随机模型下证明了方案的机密性和不可伪造性,还证明了方案具有多数方案不具备的临时秘钥安全的特性,最后通过与其他方案对比,展示了方案具有优越的性能和较高的安全性。(2)目前已有的大部分异构签密方案都只在随机模型下证明方案的安全性,并不能保证在实际应用中的安全,本文提出了一种适用于无证书环境与传统公钥环境通信的异构签密方案,且两种环境下的系统参数可以不一致,即可以实现跨域,另外证明了方案在标准模型下面对两种敌手满足机密性和不可伪造性,以及临时密钥性,最后与类似方案进行了性能对比,证明了方案具有更高的计算效率,更好的实用性。(3)围绕密码算法进行应用方案设计,同样是现代密码学的一大研究热点,本文研究了无线体域网数据传输这个应用点,将设计的无证书签密算法应用到无线体域网环境下,然后设计出一个安全的无线体域网数据安全传输方案,实现了无线体域网数据传输的机密性、完整性和可认证性。