随着物联网技术的快速发展,无线网络技术广泛应用于医疗、军事、农业等领域,大量的传感器部署在目标领域来采集数据,但是传感器具有低计算能力、低存储容量以及容易被捕获等特点,而且消息在无线信道传输,与传统的有线网络相比容易遭到如截获、篡改、重放、伪造等攻击。为了保护用户的隐私和数据的安全,设计安全和隐私保护的物联网认证协议具有重要的作用。本文主要研究一般的无线传感网络和车联网无线传感网络的两种物联网认证协议的分析与设计。1.由于一般的无线传感网络认证协议设计需满足相互认证、匿名性、不可链接性、两因子安全、会话密钥安全、完美前向安全性以及抵抗各种已知攻击的等。但至今为止提出的无线传感网络的认证协议仍然存在无法实现两因子安全和节点被物理捕获后用户的隐私泄漏问题。本文指出Chen等人（2020）的方案易受到离线口令猜测攻击和假冒攻击,并且无法满足匿名性、不可链接性和完美前向安全性,以及传感器被捕获后用户的身份泄漏等问题。设计了一种安全的基于椭圆曲线密码体制的认证协议,不仅实现了两因子安全,且传感器被捕获后,仍然能够保护用户的真实身份不被泄露、公开信道传输的信息无法被伪造等。通过形式化的安全性证明和形式化的验证工具Pro Verif分析,证明了设计协议是安全的,通过与相关协议的安全性与计算量比较,表明提出的协议具有更高的安全性和更低的计算成本。2.本文分析了现有车联网中对车辆发布交通信息的无线网络认证协议,发现大都存在路边单元需要对车辆进行重复认证、发布的公告信息无法抵抗伪造且发布者可抵赖等问题。指出Zheng等人（2019）提出的基于区块链的匿名认证协议存在对汽车OBU的侧信道攻击、交通信息的不可验证性以及路边单元的捕获攻击。提出一种基于区块链的车联网匿名认证协议,与Son等人（2022）的方案需要在每次发布公告前与路边单元进行重复身份认证相比,本文提出的协议只需要车辆与一个路边单元经过一次身份认证,之后再无需与其它路边单元进行身份认证即可发布公告,发布的公告是可验证且不可抵赖的,而且计算开销更小。同时,通过随机预言模型下的形式化安全性证明,证明了设计协议的安全性。3.本文设计了一种应用于交通事故处理的车联网认证协议。该协议可以针对道路发生交通事故的场景。发生事故的车辆相互之间进行身份认证并对双方车载仪上获取的事故信息相互确认后进行签名,然后由其中一辆车将签名及其他相关参数传送给路边单元。路边单元对发生事故车辆的身份进行批量认证并确认签名后,对关键参数进行签名,并打包所有信息上传到区块链中便于交警执法和保险公司理赔。最后通过非形式化分析和ProVerif的形式化安全性验证证明协议满足设计时提出的安全性需求。