随着网络通讯技术高速发展,融合空、天、地、海等多方位、多层次网络的天地一体化网络应运而生。天地一体化网络是整合天基信息网络、未来互联网和移动无线网,以提供全球信息服务的基础设施,而合理地聚合在网数据是充分利用网络数据资源的重要手段,人们日益增长的数据服务需求促进了对天地一体化网络数据聚合技术的不断探索和创新。然而,天地一体化网络在关键数据传输、外包数据存储和多方数据计算等数据聚合的关键步骤上对网络空间安全提出了新的要求。在天地一体化网络中存在大量缺乏人为监管的偏远地区终端,其可信度无法得到保障;再者,天地一体化网络数据更趋多源,外包数据在聚合过程中可用性降低、完整性得不到保障等问题突出;此外,天地一体化网络各终端希望通过整合和计算分析多方数据以得到更有价值的数据服务,同时要保证个人数据的隐私不受侵犯。可见,天地一体化网络中的数据安全聚合问题与国家安全和人民福祉紧密关联,兼具现实意义和理论研究价值。针对天地一体化网络中数据安全聚合存在的低可信、高时延、低带宽等问题,本文展开了相关研究,研究主要包括端到端数据安全聚合、外包数据安全聚合和多方数据安全聚合等三个方面的关键技术,保障数据从“原始数据”到“数据服务”的“收集、存储、分享”全流程安全聚合,以期形成一套适用于天地一体化网络环境数据安全保护和分享的方案。所涉主要工作如下:（1）为了解决终端设备可信度和安全的会话密钥生成等问题,本文设计了一种基于可信度评价的端到端数据安全聚合协议。该协议基于终端的可信属性信息,时序关联地对终端进行动态的可信度评价以确定偏远地区终端的状态,进而建立端到端可信安全会话信道以聚合各终端数据;分析表明协议具有语义安全,与同类协议相比,降低了偏远地区终端计算开销。（2）为解决天地一体化网络中对外包数据聚合过程中的快速搜索和完整性验证的低时延反馈等问题,本文设计了基于关键词标签的立方数据存储结构,增强了聚合数据分段与关键词之间的逻辑联系,并结合立方数据存储结构,设计了一种可搜索可验证的外包数据安全聚合协议。本协议支持数据的安全搜索和完整性验证,提高了聚合验证效率,防止了用户数据和搜索行为的泄露,降低了验证结果反馈的时延。（3）为了在保证各方数据隐私的前提下对各类数据聚合并实现统计等具体数据使用需求,同时满足天地一体化网络低带宽的实际特性,本文基于区组设计,设计以数据分段、参与者分组的形式进行数据聚合操作,并设计双向环式信息交互,实现了支持隐私保护的多方数据安全聚合协议。分析表明协议可以抵抗2k个参与者的共谋攻击,降低了通信复杂度,保障了多方用户数据安全高效聚合。