物联网是信息行业发展到21世纪的新兴领域,可用于收集大量与位置和时间相关的信息,如智能消防、智能交通、环境监测等等。显然这些数据中的位置和时间信息在一些物联网应用中扮演着重要的角色。例如在火警系统中,火警信息的产生地以及产生时间;车载系统中,道路交通状况信息的发送地以及发送时间;无人机数据采集系统中,数据的采集地和采集时间等。在这些环境下,数据的时间属性和空间属性都显得极其重要。然而,如何保障这些时空敏感数据的安全成为了一个挑战。一方面,需要提供数据的完整性属性;另一方面,需要确保数据源的位置和消息发送的时间信息是不可伪造的。本文结合了位置密码学和数字签名方案,将其作为一种解决物联网中时空敏感数据安全问题的方案。并在现有技术的基础之上,考虑到物联网中移动数据的数据篡改、时空敏感数据的数据源验证和数据发送时间验证三大问题,设计了三维空间中时间约束下基于位置的数字签名协议。本文主要研究成果体现在以下几个方面:1.构建了时间约束下基于位置数字签名协议的系统模型。分析了协议可能面临的安全威胁和敌手攻击模型,给出了基于位置数字签名协议分别在静态环境下和动态环境下的算法结构和安全定义。2.设计了时间约束下基于位置的数字签名协议。本文将位置特性与数字签名相结合,分别提出了不考虑时间因素的静态基于位置的数字签名和考虑时间因素的动态基于位置的数字签名。然后,在BRM(Bounded Retrieval Model)模型下设计出三维空间中满足动态安全需求的基于位置数字签名方案。在提供了数据的完整性属性的同时,确保了数据源的位置和时间信息的不可伪造性。3.协议的安全性分析。本文通过模拟敌手的攻击手段,对协议进行了比较全面的安全性分析,并得出结论,本文提出的时间约束下基于位置数字签名方案,能够抵御敌手的共谋攻击,且满足可证明安全。4.协议的实验设计与性能分析。本文通过测试用例对协议进行了实验测试,并将本文方案与已有方案进行比较,得出结论:在安全性方面,本文所提协议既能适应静态发送方也适用于动态发送方;在性能方面,本文所提协议不需要地标与发送方之间存在预共享的安全通道以及签名之前的密钥管理环节,减少了通信代价,提高了效率。