随着计算机网络的蓬勃发展,信息化程度越高的同时,信息安全问题的挑战更加严峻,同时研究协议对不同的网络环境的适用性。本文是针对上述群组密钥协商所面临的需求和挑战而研究的,旨在解决不同网络环境下所面临的群组之间信息安全交换及安全传输问题。随着物联网经济的不断繁荣,大规模的智能终端用户接入到物联网络中,人们的信息安全受到不同程度的威胁。保证信息传输安全,保护用户隐私,为适应大规模的网络环境,需要更加安全高效的信息传输。本论文的主要工作如下:(1)针对移动自组网没有认证中心,移动终端的计算能力和通信距离受到限制,节点频繁地加入和退出网络,提出了一种基于区块链的动态组密钥协商协议,该协议结合区块链的技术优势,如非集中式认证、分布式计算、可追溯性和可问责性等。协议实现匿名身份认证,协议采用采用标准模型与随机预言模型相结合,对协议的正确性和安全性进行分析,实现更好的性能。(2)针对不同级别群体间的信息实现安全传输,提出了一种基于身份认证的分层非对称群组密钥协商协议。该协议在实现最低层级非对称组密钥协商的基础上,进行更高层级协议。协议实现匿名身份认证;具有动态性,能够实时更新群组密钥,实现协议的前向与后向安全性。在双线性计算Diffie-Hellman问题的假设下,采用标准模型证明协议的安全性,并进行有效的性能分析。(3)随着无线移动网络和物联网的发展,针对用户的秘密信息安全问题,提出了一种基于属性门限的非对称组密钥协商协议。该协议旨在不暴露用户隐私的前提下,进行双向认证,在保护移动终端用户参与密钥协商的合法性的同时,保护用户隐私。协议设计实现轻量计算并实现群组密钥自验证保证正确性的同时,在双线性计算Diffie-Hellman问题的假设下,采用标准模型证明了该协议的安全性。性能分析进一步表明,协议在通信和计算方面具有较低的能耗。