随着电子商务的普及,越来越多的商品将通过网上交易的形式进行流通,因此怎样安全高效地进行电子支付就成为了一个迫切需要解决的问题。电子现金作为一种新兴的电子支付方式较之现有的信用卡、电子支票等形式具有匿名性、离线可用性、可转移性等不可比拟的优势,也更能适应未来电子支付的需要。已有的电子现金系统都是根据群签名理论提出来的,群签名是一种很有特色的数字签名,它不仅具备较高的安全性,而且能够有效地隐藏组织的内部结构,在电子商务、电子政务等领域具有广泛的应用前景。本课题以基于离散对数群签名的电子现金系统为研究对象,针对目前群签名和电子现金中存在的问题,在现有的群签名方案的基础上提出了一个更高效的成员撤消方案,并设计了两个在安全性方面相对比较完善、在效率上也比较高的电子现金系统。成员撤销问题一直是当前群签名领域研究的一大难题,本文针对目前比较成熟的群签名方案ACJT群签名及其成员撤消方案在效率方面的不足对其进行了改进,提出了一个新的解决方案。新方案在签名长度比原有方案缩短了60%,运算次数也减少了20%,同时能够仍然满足群签名的所有安全性要求。基于ACJT群签名方案来设计电子现金系统直接体现了目前电子现金研究的现状。本文重点分析了两个具有代表性的方案,总结了两个方案的优点与不足,并在此基础上提出了一个新的方案。新方案综合了前面两个方案的优点,具有较高的效率和安全性。另外,本文利用一个新的群签名方案,设计了一个安全高效的电子现金系统。该系统具有可撤销匿名性,可以有效的识别重复花费,能够防止不法用户的敲诈行为,还可以防止用户对电子现金的金额进行篡改,因此具有较高的安全性。同时,由于采用了更新更高效的群签名方案,本系统还具有较高的效率。最后,我们使用Java语言和Oracle数据库开发了一个网上电子现金系统,本系统能够完成电子现金的基本功能。该系统的开发使得我们对电子现金系统的研究不再只是停留在理论阶段,还具有一定的实际意义。