随着互联网的发展，出现了越来越多的面向一组用户的网络应用。为了保证资源的有效利用，这些网络应用通常采用组播进行通信。组播通信与单播通信类似，也面临着互联网上潜在的安全问题。因为单播所采用的安全机制无法直接应用到组播中，所以组播上的安全保障方法，即安全组播成为了当前网络研究的热点之一。安全组播主要通过一个组内用户共享的密钥对通信内容加密来保证通信的机密性，其中加密所用密钥材料的管理和分发，即组密钥管理是有效加密的关键，因此组密钥管理是安全组播中的核心技术之一。 本文针对如何提高安全组播中的组密钥管理性能这一问题进行了研究，主要包含以下内容： 首先本文深入研究了安全组播中基于密钥树的组密钥管理算法。安全组播目前主要采用基于密钥树的组密钥管理算法。这种算法中的组密钥更新性能受密钥树结构影响很大，因此本文对具有不同更新概率的成员集合上的密钥树最优结构进行了理论探讨，并给出了一系列关于密钥树最优结构的结论，证明了存在非根内部结点的度均为2或3的最优密钥树结构。 其次本文利用已得到的最优密钥树结构的相关结论和动态规划(Dynamic Programming)的原理设计了一种密钥树最优结构求解算法，与其它同类算法的对比实验表明了该算法得到的密钥树结构具有较好的性能。 然后本文针对密钥树的不平衡问题进行了分析。基于密钥树的组密钥管理算法在密钥树不平衡时，组密钥更新性能会大大下降。密钥树的不平衡程度难以判定，本文利用外部通路长度(External Path Length)来表示密钥树上的平均更新路径，从而更好地定义了密钥树的不平衡度。 接下来针对如何保障密钥树平衡的问题，本文提出了一种新的路径洗牌算法来进行组密钥更新。这种算法能够将密钥树的平衡操作分散到一般的组密钥更新操作中，在保证密钥树平衡的同时只需要少量额外的系统开销。理论分析证明了这种算法具有对数级的平均更新代价，而实验结果也验证了这种算法的平均性能明显优于其它同类的几种组密钥更新算法。 最后本文研究了安全组播中的批量更新组密钥方法。批量更新组密钥方法阶段性地更新组密钥，每次更新都能处理多个组成员加入或离开，这样能够显著提高组密钥更新性能，因此被广泛研究并使用。本文结合批量更新组密钥方法与本文所设计的路径洗牌算法，提出了一种多路径洗牌算法。实验结果表明这种算法无论是平均更新代价还是密钥树的平衡性，都要优于基本的批量更新密钥方法。 综上所述，本文从密钥树结构、密钥树平衡算法和批量更新组密钥算法三个