协同计算是一种面向广大用户群的计算模式,具有用户数量大,共享资源多,动态性强等特点,然而其安全问题阻碍了协同计算的发展。由于协同计算运行环境特殊,使得用户认证以及资源的认证变得非常复杂。另一方面,在多个用户场景下的通信中,对于数据保密和完整性方面要求很高,传统的安全机制在新场景下已经不再适用。所以,为了提高广大用户的满意度,需要研究更加适应协同计算环境的安全密钥管理算法。本文主要针对协同计算过程中的安全密钥管理算法进行研究,并从用户之间安全通信的加密算法和不同层级之间在共享资源时的密钥管理算法两方面进行探索。安全组通信(SGC)是指组内成员可以互相通信,而组外成员无法获知信息的真实内容。为了适应大规模用户的组通信的动态性,需要研究更加适宜的组密钥管理算法。同时,本文主要从机密性、前向安全性、后向安全性、抗合谋攻击等方面对组密钥管理协议的安全性进行了分析,并对层级访问体系结构的安全性进行了阐述,提出了一种基于动态规划算法的非平衡密钥树设计方法。本文以安全组通信和访问控制为目标,在面向协同计算的多级密钥管理体系结构的基础上,提出了一种基于椭圆曲线密码学的对称多项式密钥管理算法(SPECC),该算法充分地利用了对称多项式的灵活性,针对不同层级采用不同密钥算法。祖先层级采用椭圆曲线生成密钥,而后代层级采用对称多项式进行密钥派生。实验结果表明SPECC算法具有较好的安全性,而且其占用内存少、计算量小、复杂度低,更加适用于协同计算的动态变化环境。