铁路桥梁作为国家的基础设施和现代化交通的重要组成部分,保证桥梁的安全性对列车平稳运行和人们出行安全具有重要意义。基于物联网技术的铁路桥梁检测系统利用一些检测设备实时检测桥梁结构的变化,能有效预防桥梁重大安全事故的发生,然而铁路桥梁监测系统在数据交互过程中存在信息泄露与篡改等网络安全问题。因此,开放式网络环境下桥梁检测系统的数据安全传输成为当前桥梁检测的重要研究方向。数字签名是现代密码学重要研究方向之一,具有防伪造、防篡改和防抵赖等特点。而短签名方案以其签名长度较短,签名速度较快的特点成为在物理设备硬件受限或通信带宽受限等场景下的最优签名方案。因此,如何将短签名方案与桥梁检测系统相结合具有非常重要的研究价值。本文主要研究基于身份的短签名方案及其在铁路桥梁检测系统中的应用,主要研究成果如下:1.利用双线性对提出了两种短签名方案:(1)在Boneh等人的思想基础上,构造了一种高效的基于身份的短签名方案,并在随机预言机模型下证明了方案在适应性选择消息和身份攻击下是存在性不可伪造的;(2)根据前向安全定义提出了一种具有双向安全性的基于身份的短签名方案,随后在随机预言机模型和CAAk-困难问题假设下证明了方案是存在性不可伪造的;(3)利用斯坦福大学的密码学库实现了上述两种方案,并给出了核心代码。2.在所提出的短签名方案基础上,设计了一种适用于铁路桥梁的基于短签名方案的监测数据传输协议。随后,对协议进行了实验仿真,结果表明该协议能够较好的适用于桥梁检测系统中,有效的解决了数据传输过程中缺乏完整性保护和身份可靠性认证等问题。