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LDPC码是由Gallager于上世纪60年代首先提出的一种性能接近于香农极限的纠错编码。随着上世纪90年代Turbo码的提出以及LDPC码能力的重新发现,LDPC码的相关研究取得了历史性的突破。LDPC码的置信度传播译码算法译码性能好,但复杂度高不便于硬件实现。随后,各种易于硬件实现的译码算法(如最小和译码算法,比特翻转类译码算法)被广泛研究。近年来,如何寻求译码性能和复杂度之间的折中成为LDPC译码算法的研究热点。信息论安全的概念最早由香农提出。不管窃听者的计算能力如何,具有信息论安全的通信系统具有绝对的安全性。然而信息论安全需要的密钥量过大,难以实现密钥分发,这一直是实现信息论安全的主要障碍。由于无需密钥分发,通过相关随机信源来产生密钥的密钥提取生成技术是实现信息论安全的有效方式。然而密钥提取生成的过程中总会产生不一致比特,密钥协商协议,如BSC信道下的Cascade协议,可以消除密钥中的不一致比特。由于Cascade协议需要参与密钥协商的通信双方进行多次交互通信,其应用受到了限制。本文针对以上问题对LDPC码的译码机制及其在密钥协商中的应用进行了研究,主要包括:(1)介绍了LDPC码的译码算法,置信度传播译码类算法(包括标准BP译码,最小和译码及其改进算法)和比特翻转译码(包括WBF译码,IMWBF译码,GDBF/NGDBF译码,PWBF译码),并对上述译码算法进行了算法分析、仿真实验,对算法的性能/实现复杂度进行了全面的对比分析。(2)提出了一种并行NGDBF译码算法,该算法是NGDBF译码算法的并行实现形式。研究表明:并行NGDBF译码性能优于算法原有的并行实行M-NGDBF译码。自适应并行NGDBF译码的性能接近最小和译码,并且比自适应M-NGDBF译码更适合硬件实现。(3)分析了密钥协商协议的工作原理和评价指标等基本问题。分析了协商密钥长度、交互通信次数对Cascade协议性能的影响,提出了一种估算Cascade协议复杂的方法。(4)提出一种新的密钥协商协议——基于RCPIRA码的密钥协商协议。仿真证明:相较于Casacde协议,基于RCPIRA码的密钥协商在牺牲少量协商效率的同时,以较少的交互次数取得了更高的密钥一致性,特别适合于钥长度短并且对交互次数有严格限制的应用场景。