数字签名是信息安全领域的一个重要的研究方向。数字签名能保证报文的真实性、完整性以及签名者的不可否认性。普通的数字签名具有局限性,一旦密钥被盗,攻击者就可以伪造签名。针对这个问题,Anderson在1997年提出了前向安全数字签名的思想:即当前私钥的暴露不会影响过去签名的安全性。本文在前人研究的基础上,总结了前向安全签名的三个特征,提出了两类新的基于离散对数的前向安全签名方案。 方案一是可证实签名方案,方案二是“自验证”的签名方案。本文应用了时间标签的概念,使前向安全签名的私钥既可以有界进化,也可以无界进化。本文设计了一种新的私钥进化方法,它将私钥进化函数分为两部分--辅助进化函数和主进化函数,辅助进化函数可以利用任一单向(不可逆)函数来实现私钥的单向进化,主进化函数实现私钥的无限进化以及构建基于离散对数的签名方案。利用该私钥进化方法,可以在任意一个离散对数签名方案上构建前向安全签名。本文所提出的两方案基于EIGamal方案,与ElGamal相比,本文的基于离散对数的前向安全签名只是在验证环节增加了较小的计算量。与前人的前向安全签名相比,本文两方案具有以下优点:私钥可以无限进化,公钥无有效期限值,公钥私钥长度较小并且不会随私钥进化次数的增加而增加。本文最后实现了基于离散对数的前向安全签名原型系统。实验结果表明,本文方案私钥进化、签名环节和验证环节均具有较好的效率。