随着计算机网络技术和现代数据通信技术的迅速发展,人们对互联网的依赖的增强,信息安全问题的重要性就越来越多地为人们所认识和关注。随着网络带宽资源的丰富,使得流媒体网络应用成为可能,采用组播技术后,有助于控制网络流量,减少主机的处理量。在组播通讯安全上,要求达到机密性和认证性,这主要应用密码学机制来实现。如何使密钥更新的代价最小,什么样的结构才能实现系统性能最优,如何根据动态的环境变化,得出一种适应性的密钥管理方案,是一个值得深入探讨的问题。本文详细介绍了基于图论的分层数据处理理论,证明了树结构的最优性,分析了分层数据处理的计算边界,推导出组播密钥管理问题属于分层数据处理问题,给出应用HDPT的组播逻辑密钥树的代价分析模型,并应用这个代价分析模型分析典型的平衡树和非平衡树组播密钥管理方案,其中包括典型的LKH、2-3逻辑密钥树、2-3-4逻辑密钥树等的更新代价和存储代价。在此基础上,提出一个改进的组播密钥管理方案L-R逻辑密钥树方案,该方案是基于周期性整批密钥更新,根据成员节点加入和离开的概率不同,采用不同的组播密钥管理策略。论文给出了这个方案的设计思想和算法,并将这个方案用程序进行模拟实现。然后应用基于分层数据处理理论的组播逻辑密钥树代价分析模型分析这个方案的代价,并与典型的LKH方案进行比较,证明该方案是高效率、低代价。