本发明提供一种ETC应用秘钥更新方法、装置及系统。该方法包括：根据随机数和椭圆参数确定传输秘钥因子；根据椭圆哈希值、传输秘钥长度和传输秘钥因子对应的椭圆元坐标生成传输秘钥；接收来自手机客户端的秘钥更新请求，根据传输秘钥对秘钥更新请求中的ETC秘钥指令明文进行加密生成ETC秘钥指令密文，根据安全公钥对传输秘钥因子进行加密生成秘钥信封；通过手机客户端发送ETC秘钥指令密文和秘钥信封至ETC收费设备，以使ETC收费设备根据秘钥更新请求更新ETC应用秘钥；秘钥更新请求由ETC收费设备通过ETC秘钥指令密文和秘钥信封获得，可以实现对ETC秘钥的全生命周期管理和监控，提升高速公路管理的安全性和便利性。