随着无线网络技术的发展,无线传感器网络逐渐被应用在各行各业中。无线传感器网络由大量的传感器节点组成,能够实时的监测环境,采集数据,并对数据进行处理、传输。它是物联网的核心,是连接着物理世界和网络空间的工具。在无线传感器网络中,认证是保障用户和节点安全的重要措施之一。由于传感器节点在存储、计算、通信方面的资源受到限制,认证协议需要在安全与效率之间保持平衡。本文对用户接入认证和分层无线传感器网络的节点认证进行研究,主要贡献如下。1.提出了一种在无线传感器网络中的用户认证协议。该协议的参与者有用户、网关节点、传感器节点,应用在用户访问无线传感器网络的场景里。该协议的主要思想是通过使用口令、智能卡、生物特征三因素,保证协议抵抗强猜测攻击和智能卡捕获攻击等。其次,通过使用切比雪夫公钥密码体制,保证用户的匿名性和不可追踪性。协议最终完成用户与网关节点、网关节点与传感器节点的双向认证,保证三者的合法性。同时,在用户与传感器节点之间协商出一个会话密钥,保证用户与传感器节点的安全通信。最后对协议进行BAN逻辑和非形式化安全分析以及性能分析,表明该认证协议是安全且高效的,能够适应无线传感器网络。2.提出了一种分层无线传感器网络的节点认证协议,该协议使用了轻量级认证中心和区块链技术。网络分为3层:基站、簇头节点、传感器节点。中间的簇头节点用来减轻基站的计算和通信开销,在基站和传感器节点之间形成一个桥梁。在基站与簇头之间,该协议用轻量级认证中心对节点的公钥进行签名,并将签名作为切入点进行双向认证。协议利用区块链在簇头之间分布式存储传感器节点的认证信息,保证认证信息的不可更改性,簇头利用这些信息对可移动的传感器节点进行认证。该协议适用于跨簇移动的传感器节点认证。安全分析表明,协议能够抵御常见的网络攻击。