近几年压缩感知理论在密码学中获得广泛的研究和发展,其固有的高速采样和压缩结构,不但可以保证传输信息的安全性,而且可以解决海量数据通信时面临的通信带宽和存储压力的问题,因此在物联网和云加密方向迎来全新的发展前景。现有的压缩感知加密方案虽然可以提供一定的加密和压缩功能,但是在具体的实际应用中无法解决密钥安全传输的问题。因此,设计高效、安全的加密方案用以保证用户隐私数据安全性并实现密钥的安全传输,是目前压缩感知加密系统在实际应用中面临的主要挑战。本文主要工作如下:1.在云加密模型下,针对压缩感知加密系统中密钥安全分发问题,提出了一种基于压缩感知的匿名叛逆者追踪方案。将压缩感知与叛逆者追踪技术结合起来,解决了系统中加解密密钥的安全分发和用户匿名认证的问题,实现了对群组中泄露密钥的叛逆者追踪的功能。同时,根据压缩感知近似精确恢复的特性,设计了基于密文的认证和能量加密结构,保证了密文传输的安全性。此外,方案中设计了用户的高效撤销、恢复和增加算法,一旦需要撤销、恢复和增加的用户可以有效的执行该算法,实现高效的监管。最后,通过系统的仿真对设计方案的安全性能进行全面的验证。2.在物联网模型下,针对压缩感知加密系统中密钥安全共享问题,提出了一种可实现密钥共享和容错控制的压缩感知加密方案。设计的用户间安全密钥共享方法解决了现有压缩感知加密方案中加解密密钥只能在用户中秘密共享的问题。同时,方案设计了两种容错概率模型,可根据云服务器出现故障的概率设计合适的容错概率方案。针对物联网系统三个层面面临的安全威胁,设计了匿名身份认证和信息认证方法,保证了方案在物联网系统应用中的安全性,并给出方案的安全性证明。此外,在压缩感知加密过程中使用置换向量替换随机矩阵的方法,不但提高了方案的恢复性能,而且大大的减少了存储空间的损耗。最后,通过仿真实验验证了设计方案的安全性和可行性。