在因特网技术飞速发展的今天，信息安全问题已经成为日益突出的问题。安全协议的出现虽然在很大程度上提高了网络信息传输的安全性，但同时因为设计上的缺陷性，安全协议也存在着很多漏洞。在当前，安全协议的形式化分析已经成了一个热点研究问题。目前安全协议的形式化分析方法主要包括：形式逻辑方法、模型检测方法、定理证明方法和Petri网方法，这些方法各有自己的优点和缺点。本文采用的研究方法是基于着色Petri网的安全协议形式化分析，开展了以下主要工作：　　 1.介绍了安全协议的基础知识和常见的安全协议形式化分析方法；阐述了Petri网的定义和Petri网的动态特性，并介绍了着色Petri网的相关知识。　　 2.采用一种基于着色Petri网的安全协议验证方法，该方法采用逆向状态分析方法以及Petri网的可达性分析思想。而后，用两个安全协议实例来验证这种方法的有效性，同时，发现随着安全协议复杂性的增加，Petri网模型的状态空间爆炸问题也随之发生，并且此模型只能验证已知的安全协议漏洞，无法检测未知的安全攻击。　　 3.尝试采用一种基于CPN Tools的安全协议分析与验证方法来改进状态空间爆炸问题，文中以TMN协议为例，验证了该方法的有效性。方法中提出了DB-place概念，使入侵模型变得简单明了，并且制定令牌传递机制来改善状态空间爆炸问题。