随着互联网时代的发展,数据通信量持续且迅猛增长,如何保证数据传输的安全性和高效性成为了一个重要的挑战。网络编码技术的提出彻底改变了传统的“存储-转发”的数据通信方式,将网络编码应用到网络通信中,能够有效地提升网络吞吐率、提供数据机密性、节约网络资源、均衡网络负载等等。线性网络编码是对节点上收到的数据包利用线性操作进行编解码的一种编码方式,由于其编码方式简单,计算复杂度低,得到了广泛的研究和应用。本文研究了线性网络编码分别在传统通信网络和信息中心网络中,针对内部节点窃听攻击的情况,可满足信息论安全要求的数据缓存及传输方案的研究,具体如下:针对传统网络,提出了多个多播情况下信息论安全数据传输问题,目标包括:(1)最大化安全数据传输速率;(2)最小化随机信息使用量;(3)最小化带宽代价。本文不仅从理论上证明了该问题与中间节点带约束的网络流问题的等价性,设计出基于线性规划的最优网络流分配算法,而且通过大量仿真实验验证了所提算法的性能。针对信息中心网络,提出了信息论安全内容缓存管理和路由设计问题,目标包括:(1)最小化缓存和带宽消耗总代价;(2)最小化随机信息使用量。在解决该问题时,本文首先提出了一个基于软件定义网络的安全内容缓存和路由(Secure Content Caching and Routing,SCCR)框架。然后,针对该问题,设计了适用于SCCR框架的最优安全缓存管理及路由算法。仿真实验结果表明,本文所提出的算法能够在提供数据机密性的同时,提高网络吞吐率,节约网络资源消耗。因此,本课题的研究对于传统网络中安全多播通信,以及信息中心网络中,安全内容缓存和路由的进一步研究具有重要意义。