机器类型通信（Machine Type Communication,MTC）使所有机器具备连网和通信能力,是实现物联网（Internet of Things,Io T）的关键技术,有着广泛的应用前景和应用价值。随着机器类型通信在网络中的应用越来越广泛,安全问题逐渐成为人们关注的焦点。传统的一对一安全方案可以保证数据的保密性和完整性,保护用户的隐私数据,但当海量设备进行业务数据请求时会导致核心网拥塞甚至过载,影响通信效率和服务质量。此外,在大数据通信的影响下,同一设备常参与到多项任务的合作中,携带多份认证密钥,增加了设备的存储负担。围绕着海量设备接入带来的拥塞问题,本文从身份认证、密钥协商和密钥共享三个方面展开了系统研究,主要工作概括如下:首先,本文基于El Gamal加密算法和Shamir的（6）,9))门限方案提出了一种MTC异步组认证方案。该方案可以一次性认证多台设备并生成会话密钥,且支持异步认证。本文通过实验证明了所提方案的有效性和安全性,相比其他认证和密钥协商协议,本方案具有更低的带宽消耗和计算时间开销,并且存储负担更小。其次,本文基于二元多项式提出了一种MTC组认证方案,该方案可以实现设备和网络的双向认证,并在认证通过后协商会话密钥。通过使用二元多项式,所提方案可以一次性认证多台MTC设备。同时,本方案支持前向安全和后向安全,并且保证认证过程中令牌的完整性和安全性。实验表明所提方案可以有效地减少认证时延。此外,本文使用形式化分析工具BAN逻辑验证了所生成会话密钥的有效性和安全性。最后,本文研究并提出了一种多任务合作中的密钥共享方案。考虑到同一设备经常参与到多项任务的合作中,需要同时携带多份独立的认证密钥,增加了设备的存储负担,本文基于中国剩余定理提出了一种多任务合作中的密钥共享方案,使得参与到多个任务合作的设备仅需携带一份密钥。同时,实验结果证明本密钥共享方案具有可行性并且可以有效地减轻设备的存储负担。