大数据时代的到来导致通信过程中的数据量急剧增长,通信效率及其安全性受到了研究者的广泛关注。无证书多接收者签密使得发送者仅通过一次签密操作就可以为多个接收者生成相同的签密密文,而每一个接收者都能独立地解密该签密密文并进行验证,被认为是大数据时代下最有前景、最有效的安全一对多通信方式之一。然而,现有的无证书多接收者签密方案不能使得接收者解密密文前判断自己是否是授权的接收者,增加了接收者在非授权情况下不必要的计算负担。同时,多数方案在设计时只是重点考虑了功能的实现,并没有太多地关注效率问题,因此方案的计算效率不高。另外,大部分方案没有同时实现接收者与发送者匿名性等安全属性,对参与者的隐私保护问题考虑不周。针对上述问题,本文提出了能够预判断接收者的轻量级无证书多接收者签密方案。在该方案中,接收者能够在解密密文前判断自己是否是授权的接收者,从而避免了在非授权情况下执行不必要的解密操作,减少了其计算负担。同时,我们也把效率提升作为一个设计重点,所设计的方案没有使用计算复杂度高的双线性对操作并减少了椭圆曲线上的点乘操作,实现了计算过程的轻量化。另外,该方案引入多项式糅合、隐藏多个授权接收者的身份,实现了对授权接收者隐私的保护。之后,通过对上述所设计方案的研究,发现该方案不能保护发送者的隐私,即授权接收者在解密过程中可以获得发送者的身份,发送者的隐私被泄露。同时,这个问题也存在于现有无证书多接收者签密方案中。出于保护通信过程中所有参与者隐私的目的,本文又提出了能够预判断接收者的全匿名无证书多接收者签密方案。除了实现接收者匿名性外,该方案还实现了发送者匿名性,即使是授权的接收者也无法在解密过程中获得发送者的身份,保护了包括接收者与发送者在内的所有参与者的隐私。另外,在尊重发送者意愿的前提下,该方案可以验证发送者的身份,实现了发送者匿名的可撤销性。本文提出的两种能够预判断接收者的无证书多接收者签密方案解决了现有无证书多接收者签密方案中接收者不能预判断自己是否是授权接收者的问题。前者实现了计算轻量级并保护了多个授权接收者的隐私;后者实现了接收者与发送者匿名性,解决了参与者的隐私保护问题。它们都具有可证明的安全性和部分私钥验证功能,并满足解密公平性,适用于传感器网络、移动通信等涉及低性能设备的应用场景。