随着信息技术和电子商务的飞速发展,电子现金凭借网络支付的优势成为了理想的支付方式。对安全、高效和实用的电子现金的研究,是电子商务交易中亟待解决的关键问题之一,是电子支付系统发展的科学依据,具有重要的科研学术价值和广泛的应用前景。但是,现有电子现金协议在具体算法、所采用的密码体制、电子现金模型、安全性能和对协议的形式化分析等方面还存在不足之处。针对电子现金支付的隐私性和实用性问题,本文主要对电子现金的匿名性和可分性展开研究。主要完成的工作和贡献点如下:(1)为了实现用户在支付过程中的隐私保护,本文提出了一个新的基于环签名的电子现金支付方案,并对该方案进行安全性与效率分析。该方案满足正确性、匿名性、平衡性、不可双花性和可追踪性。该方案利用环签名的匿名性,在交易过程中保护用户的隐私,把用户的身份隐藏在一个群体当中,实现了匿名支付,并且能够识别电子货币的重复花费,同时提高了花费效率。(2)为了解决实用中的货币可分性问题,本文提出了一个新的基于代理签名的可分电子现金方案。在取钱协议中,利用托管密钥完成电子货币的签发和授予用户货币分割权限。在花费协议中,利用代理签名的可验证性,使商家相信用户花费的货币是一个合法的货币。交易过程中,利用秘密值生成了一个唯一的交易流水号,同时实现了电子货币的任意可分性。本文对该方案的正确性、可分性、不可双花性、平衡性和可追踪性进行了分析。