近几年,双线性配对技术被广泛应用于密码学的多个领域,许多基于双线性配对技术构造的加密和签名方案被提出。尽管这几年在实现技术上有了新的进展,但与有限域中的指数等标准运算相比,配对运算仍然被认为是一种相当昂贵的运算,不适用于代理重加密,数据聚合签名等众多用户计算资源有限的场景中。因此,为了节省计算开销,如何构造不依赖于配对的轻量级路径代理重加密方案和数据聚合签名方案是值得研究的问题。本文主要工作包括以下几个方面:·不依赖于双线性配对的隐私保护的数据聚合签名方案的提出提出了一种不用配对的隐私保护的数据聚合和认证方案用于智能电网中的动态计费。该方案通过设计阈值Paillier解密防止CS与小于阈值数量的恶意EVs串通,保护用户个人用电隐私;基于二次剩余的相继聚合签名技术将多个用户签名相继压缩成与单个签名大小大致相同的聚合签名。我们通过安全性分析和大量的仿真结果表明,该方案能够在有效防止假冒攻击的同时大大降低通信成本。·不依赖于双线性配对的自主路径代理重加密方案的提出在基于自主路径代理重加密的概念上,提出第一种不用配对的自主路径代理重加密方案,改进了现有方案的计算性能和通信性能。特别地,我们提出该方案在实现区块链线下支付中的应用,用于保证闪电网络中哈希时间锁的原子性。在随机预言机模型下,我们证明了该方案基于M-CDH假设是CCA安全的,并通过分析和仿真结果表明了该方案的高效性。