云计算自提出以来,受到了众多互联网企业和专家的关注,得到了巨大发展。如今云计算已运用到许多场景,如金融、医疗、物联网等,全面渗透入人们的生活和工作中。随着云计算的发展,云存储已被广泛使用。云存储可以满足用户存储海量数据的需求。并且因其具有自动管理、灵活扩展和低运营成本的特点,被越来越多的企业、个人应用,所以其安全性也备受关注。云存储安全性主要体现在用户存储在云端的数据是否会被非法用户获取,加密用户数据是保护用户隐私的基本手段。而为了解决用户加解密文件的密钥安全和云服务器上通过关键字搜索加密文件的问题,我们综合考虑了各类公钥密钥体制的优缺点,分别提出了适用于云计算的无证书公钥加密方案和无证书关键词搜索公钥加密算法。本文主要研究内容如下:(1)提出了一种无证书公钥加密方案(certificateless public key encryption,CL-PKE)。在随机预言模型下,该方案在适应性选择密文攻击下满足密文不可区分性(indistinguishability under adaptive chosen ciphertext attack,IND-CCA2)。我们首先给出了安全模型,并根据形式化定义给出其具体方案构造。与其他方案相比,该方案在计算成本和通信成本上有很大的提高。我们还给出了该方案在云计算环境下的应用案例,最后利用PBC密码库实现了该方案。(2)基于CL-PKE提出了一种无证书关键字搜索公钥加密方案(certificateless public key encryption with keyword search,CL-PKES)。首先我们给出了安全模型,并根据形式化定义给出具体方案构造。然后根据安全概念证明了该方案具有抵抗自适应选择关键词攻击(indistinguishability under adaptive chosen keyword attack,IND-CKA)的安全性。从计算成本和通信成本两方面,将该方案与其他同类方案进行对比,并利用PBC密码库将本方案实现以证明其具有优势。最后我们给出了在云环境下的应用案例。上述两方案均为无证书公钥加密体制在云计算环境下的应用,与其他同类方案相比,他们具有更高的效率和更低的计算成本,因此对保证云存储数据安全有一定的意义。