在保密通信中,存在着两种互相矛盾的要求——用户对通信的保密性要求和政府机构对犯罪可疑分子监听的要求。而如何满足这两种互相矛盾的要求是密钥托管的重要研究内容。密钥托管系统是具有备份解密能力的加密系统,它允许授权者在特定的条件下,借助于一个以上持有专用数据恢复密钥的、可信赖的委托方所提供的信息来解密密文。一个密钥托管系统可分为用户会话密钥产生过程、密钥托管过程和数据恢复过程三个主要部分。本文分析和研究了国内外密钥托管方案,提出了当前密钥托管方案需要解决的安全问题。对于这些安全问题,本文先后提出了三个方案,从不同角度来解决这些问题。首先,针对McCurley加密系统的高安全性,设计了一种部分可验证的密钥托管方案。其次,基于ElGamal体制的有限域上求解离散对数的困难性,提出了基于密钥矩阵的安全密钥托管方案,给出了MATLAB仿真算法和计算的中间结果。并在矩阵密钥托管体制推广方案的基础上,利用Karnin-Greene-Hellman秘密共享思想,建立了一种具有密钥独立性的基于K-G-H秘密共享的密钥托管方案,给出了有关例子的MATLAB计算中间结果。并且,分别对这三个方案进行了系统的安全性分析。最后,对于所提出的密钥托管方案在公开密钥基础设施(Public Key Infrastructure,简称PKI)、电子信箱等领域进行了可行性分析,以证明密钥托管方案的应用前景。