پروتکل های احراز هویت و توافق کلید نقش بسیار مهمی در فراهم کردن جنبه های مختلفی از امنیت در سیستم هایی که بر پایه اینترنت کار می کنند دارند. تاکنون پروتکل های احراز هویت و توافق کلید بسیاری ارائه شده اند، ولی هر کدام از آن ها مشکلات خاص خود را دارد. هدف اصلی این پایان نامه بهبود پروتکل های احراز هویت و توافق کلید است. از این رو، در این پایان نامه امنیت دو پروتکل احراز هویت و توافق کلیدی که به تازگی برای پروتکل شروع جلسه و سیستم های اطلاعات پزشکی از راه دور ارائه شده اند بررسی و تحلیل می شود. در این پایان نامه، نشان می دهیم که پروتکل احراز هویت و توافق کلیدی که برای پروتکل شروع جلسه ارائه شده است نسبت به حمله جعل هویت کاربر و پروتکلی که برای سیستم های اطلاعات پزشکی از راه دور ارائه شده است نسبت به حملات تکرار و منع سرویس آسیب پذیر است. سپس با استفاده از رمزنگاری منحنی بیضوی دو پروتکل احراز هویت و توافق کلید جدید برای پروتکل شروع جلسه و سیستم های اطلاعات پزشکی از راه دور ارائه می کنیم. تحلیل امنیت و کارایی نشان می دهد که پروتکل های پیشنهادی نه تنها امنیت را افزایش می دهند، بلکه کارایی را نیز بهبود می دهند.