随着网络飞速发展,身份认证协议在各个领域的应用越来越多。本文主要研究了多服务器环境下基于椭圆曲线密码系统的三因子认证协议,详细介绍了所用的密码学基础算法,如Hash函数,椭圆曲线密码。分析了 Jongho Moon,Chaudhry等协议,并指出了他们协议的安全漏洞。进一步,我们提出了两个改进的认证协议方案,更充分的利用了椭圆曲线的三个数学难题,并且对生物特征值的使用也更加规范。本文用BAN逻辑形式化分析证明了协议的正确性,逐条证明了新提出的两个协议可以抵抗已知的攻击手段,并对几个协议做了安全性和计算效率的对比分析,指出了新提出的协议更为安全可行。本文的主要内容安排如下:第一章介绍了多服务器环境下三因子认证协议的背景和现状。第二章阐述了认证协议的设计原则,多服务器环境及三因子一些基础知识,介绍了 Burrows-Abadi-Needham(BAN)逻辑形式化分析,模糊提取器。然后介绍了密码学方面的一些基础知识,椭圆曲线和Hash函数的数学计算难题。第三章回顾了 Jongho Moon等人提出的多服务器环境下三因子认证协议并证明其不能抵抗拒绝服务攻击,用户伪装攻击,服务器缺乏唯一标识符,缺乏前向安全性等安全漏洞。第四章回顾了 Chaudhry等人提出的多服务器环境下三因子认证协议并证明其不能抵抗拒绝服务攻击,用户伪装攻击,无法更换口令,用户缺乏唯一标识符等安全漏洞。第五章提出了一个新的基于椭圆曲线的改进协议,注册中心不参与认证过程,采用BAN逻辑分析协议的正确性,证明了协议能抵抗已知攻击。第六章也提出了一个基于椭圆曲线的改进方案,注册中心参与认证过程,BAN逻辑分析协议的正确性,证明了协议能抵抗已知攻击。最后把几篇协议的安全性和计算效率做了对比。第七章总结全文及研究展望。